FITORREMEDIAÇÃO DE SOLO CONTAMINADO COM...

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO

CENTRO UNIVERSITÁRIO NORTE DO ESPÍRITO SANTO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM AGRICULTURA TROPICAL

MARIANA FERRAÇO Magister Scientiae

FITORREMEDIAÇÃO DE SOLO CONTAMINADO COM SULFENTRAZONE EM FUNÇÃO DA DENSIDADE

POPULACIONAL DE Canavalia ensiformis E Crotalaria juncea

São Mateus, ES 2012

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO CENTRO UNIVERSITÁRIO NORTE DO ESPÍRITO SANTO

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM AGRICULTURA TROPICAL

FITORREMEDIAÇÃO DE SOLO CONTAMINADO COM SULFENTRAZONE EM FUNÇÃO DA DENSIDADE

POPULACIONAL DE Canavalia ensiformis E Crotalaria juncea

MARIANA FERRAÇO Dissertação apresentada à Universidade Federal do Espírito Santo, como parte das exigências do Programa de Pós-Graduação em Agricultura Tropical, para obtenção do título de Mestre em Agricultura Tropical.

Orientador: Prof. Dr. Fábio Ribeiro Pires

São Mateus, ES 2012

Dados Internacionais de Catalogação-na-publicação (CIP) (Biblioteca Central da Universidade Federal do Espírito Santo, ES, Brasil)

Ferraço, Mariana, 1983- F368f Fitorremediação de solo contaminado com sulfentrazone em

função da densidade populacional de Canavalia ensiformis e Crotalaria juncea / Mariana Ferraço. – 2012.

68 f. : il. Orientador: Fábio Ribeiro Pires. Coorientadores: Alessandra Ferreira Belo, Marcelo Antonio de

Oliveira. Dissertação (Mestrado em Agricultura Tropical) –

Universidade Federal do Espírito Santo, Centro Universitário Norte do Espírito Santo.

1. Fitorremediação. 2. Herbicidas. 3. Solos -

Descontaminação. 4. Adubação verde. 5. Feijão-de-porco. 6. Crotalaria. I. Pires, Fábio Ribeiro. II. Belo, Alessandra Ferreira. III. Oliveira, Marcelo Antonio de. IV. Universidade Federal do Espírito Santo. Centro Universitário Norte do Espírito Santo. V. Título.

CDU: 63

ii

A DEUS

“Deus soberano e eterno, és a fonte pela qual vim ao mundo, que com tua bondade

infinita deu-me força e coragem para alcançar mais uma vitória. Peço-lhe proteção e

que continue iluminando cada passo de minha vida”.

Dedico

iii

AGRADECIMENTOS

Especialmente aos meus pais que com toda a humildade souberam me dar

amor, carinho, incentivo durante o decorrer da minha existência. A vocês, meu

eterno amor.

A Universidade Federal do Espírito Santo e ao Programa de Pós-Graduação

em Agricultura Tropical pela oportunidade de realização do curso e disponibilização

da sua estrutura para a condução do trabalho.

Ao Prof. Dr. Fábio Ribeiro Pires, por ter me recebido como sua orientada com

toda compreensão, atenção e tempo dedicados, agradeço pelas importantes

sugestões e contribuições para a qualificação deste trabalho.

Ao Prof. Dr. Marcelo Oliveira, pela colaboração e pela disposição em sempre

me ajudar.

À Dra. Alessandra Ferreira Belo, não apenas pelas valiosas contribuições

deste trabalho, mas pela amizade, pelos conselhos, pela paciência, alegrias e por

toda ajuda. Muito obrigada por tudo!

Ao amigo Ademar pela grande força na execução deste trabalho.

A amiga Tânia, pelo conforto que me traz com seus conselhos e amizade.

Muito obrigada!

Ao meu grande amigo irmão Tony, pela amizade, ensinamentos e

companheirismo.

A Bernadeth, secretária da Pós-graduação pela atenção em todas as horas.

Aos colegas, Alex Favaro, Alex Campanharo, Bruno, Douglas, Helder, Joel,

Luis Henrique e Kristhiano pelas contribuições no trabalho.

Ao meu esposo Alexsandro pela compreensão a minha ausência e por seu

amor por mim.

Aos meus novos amigos com os quais convivi esses dois anos, tenho um

carinho muito grande por todos, agradeço principalmente aqueles que tiveram uma

iv

participação especial no desenvolvimento deste trabalho, aos amigos Ademar,

Alessandra, André, Carmelita, Clemilton, Gizele, João, Karol, Tânia, Tony. O tempo

de convívio com vocês nunca é demais. Sentirei saudades. Obrigada pelo carinho,

amizade e apoio e, pela oportunidade de aprender e conviver com vocês.

v

BIOGRAFIA

Mariana Ferraço, natural de Linhares, ES. Filha de Jovaldir Ferraço e Angela

Mariusa Fornaciare Ferraço. Concluiu a graduação em Ciências Biológicas pela

Faculdade Pitágoras em 2006. No ano de 2010 iniciou o Programa de Pós-

Graduação em Agricultura Tropical, em nível de Mestrado, pela Universidade

Federal do Espírito Santo (UFES/CEUNES), submetendo-se à defesa de dissertação

em abril de 2012.

vi

SUMÁRIO

RESUMO................................................................................................................................. VI

ABSTRACT.............................................................................................................................. VIII

1. INTRODUÇÃO..................................................................................................................... 01

2. REVISÃO DE LITERATURA................................................................................................ 03

2.1 Sulfentrazone.................................................................................................................... 03

2.2 Mecanismos da Fitorremediação....................................................................................... 05

2.3 Inferências sobre o manejo da cultura para o cultivo de espécies fitorremediadoras....... 08

2.4 Quantificação biológica e analítica do sulfentrazone......................................................... 09

3. MATERIAL E MÉTODOS .................................................................................................... 11

3.1 Potencial de espécies vegetais na remediação de solo contaminado com

sulfentrazone........................................................................................................................... 11

3.2 Reutilização da biomassa de Canavalia ensiformis e Crotalaria juncea após

fitorremediação em solo contaminado com sulfentrazone....................................................... 14

3.3 Determinações cromatográficas do herbicida sulfentrazone no solo e nas plantas (raiz

e parte aérea)........................................................................................................................... 15

4. RESULTADOS E DISCUSSÃO........................................................................................... 17

4.1 Potencial de espécies vegetais na remediação de solo contaminado com sulfentrazone

em função da densidade de semeadura.................................................................................. 17

4.1.1 Avaliação das espécies fitorremediadoras...................................................................... 17

4.1.2 Avaliação do bioensaio com milheto no próprio vaso após cultivo de Canavalia

ensiformis................................................................................................................................. 20

4.1.3 Avaliação do bioensaio com milheto no próprio vaso após cultivo de Crotalaria

vii

juncea....................................................................................................................................... 26


fitorremediação em solo contaminado com sulfentrazone....................................................... 33

4.3 Determinações cromatográficas do herbicida sulfentrazone no solo e nas plantas (raiz

e parte aérea)........................................................................................................................... 41

5. CONCLUSÕES.................................................................................................................... 48

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS..................................................................................... 49

7. ANEXO................................................................................................................................. 55

viii

RESUMO

FERRAÇO, Mariana, M.Sc., Universidade Federal do Espírito Santo, Abril de 2012; Fitorremediação de solo contaminado com sulfentrazone em função da densidade populacional de Canavalia ensiformis e Crotalaria juncea. Orientador: Fábio Ribeiro Pires. Co-orientadores: Alessandra Ferreira Belo e Marcelo Antonio de Oliveira.

Objetivou-se neste trabalho avaliar a influência da densidade populacional de

Canavalia ensiformis (feijão-de-porco) e Crotalaria juncea (crotalária juncea) sobre a

fitorremediação de solo contaminado com o herbicida sulfentrazone. O experimento

foi conduzido em casa-de-vegetação, em blocos casualizados, em esquema fatorial

4 x 3, com quatro repetições. Os tratamentos foram compostos pela combinação de

quatro densidades populacionais das espécies fitorremediadoras C. ensiformis (0,

10, 20 e 40 plantas m-2) e C. juncea (0, 60, 120 e 240 plantas m-2) e três doses do

herbicida sulfentrazone (0, 200 e 400 g ha-1). Os vasos foram preenchidos com o

solo adubado, e posteriormente aplicou-se o herbicida. Oito dias após aplicação

procedeu-se a semeadura da espécie utilizada como fitorremediadora. Aos 21 e 75

dias após a emergência (DAE) das plantas, foram realizadas as avaliações de altura.

Aos 75 DAE, as plantas foram cortadas e imediatamente pesadas para obtenção da

biomassa fresca da parte aérea. Logo em seguida, todo esse material foi congelado

para bioensaio e determinação de resíduos de sulfentrazone na parte aérea

analisado por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Após o corte das

plantas, foram retiradas amostras de solo e raiz de todos os vasos em duas

profundidades, 0 a 10 e 10 a 20 cm, para determinação da persistência do herbicida

utilizando-se cromatografia. Neste mesmo período, efetuou-se no próprio vaso, a

semeadura da espécie bioindicadora da presença do sulfentrazone no solo,

Pennisetum glaucum. Aos 25 e 42 DAE do P. glaucum avaliou-se a intoxicação pelo

herbicida e altura e aos 42 DAE determinou-se a biomassa fresca e seca da parte

ix

aérea e raiz. Paralelamente, conduziu-se outro bioensaio, para o qual produziu-se

um extrato com uma fração da parte aérea das plantas de C. ensiformis e C. juncea

armazenadas anteriormente. O mesmo foi colocado em potes contendo areia

lavada. O milheto foi semeado em seguida e aos 15 e 30 DAE avaliou-se a

intoxicação pelo herbicida e altura e aos 30 DAE determinou-se a biomassa fresca e

seca da parte aérea e raiz. Outra parte dos materiais foi empregada para

determinação dos resíduos de sulfentrazone. No solo, os resíduos foram

determinados por extração com o uso de 80 mL de metanol para cada 40 g de solo,

após agitação por 16 h. Para determinação do herbicida na parte aérea e raiz das

plantas fitorremediadoras, o material vegetal foi submetido à extração por

maceração com metanol. O cultivo prévio das espécies fitorremediadoras C.

ensiformis e C. juncea promoveu a remediação do sulfentrazone. A densidade

populacional mínima de C. ensiformis e C. juncea que possibilitam o

desenvolvimento do P. glaucum é de 20 e 120 plantas m-2 respectivamente. O

extrato de C. ensiformis e C. juncea não foi fitotóxico para o milheto indicando que

essas espécies podem ser utilizadas como adubos verdes após remediar o

sulfentrazone no solo. Não foi encontrado residual do herbicida na parte aérea e raiz

de C. juncea. Somente detectaram-se resíduos de sulfentrazone na parte aérea de

C. ensiformis quando foi aplicado no solo 400 g ha-1 deste herbicida.

Palavras-chave: adubos verdes, feijão-de-porco, crotalária juncea, Pennisetum

glaucum, herbicida.

x

ABSTRACT

FERRAÇO, Mariana, M.Sc., Universidade Federal do Espírito Santo, April 2012; Phytoremediation of soil contaminated with sulfentrazone as a function of population density of Canavalia ensiformis and Crotalaria juncea. Advisor: Fábio Ribeiro Pires. Co-advisors: Alessandra Ferreira Belo and Marcelo Antonio de Oliveira.

The objective of this study was to evaluate the influence of population density of

Canavalia ensiformis (jack bean) and Crotalaria juncea (madras hemp) on

phytoremediation of soil contaminated with the herbicide sulfentrazone. The

experiment was conducted in green-house, in a randomized block design in 4 x 3

factorial design with four replications. The treatments consisted of combinations of

four densities of the species phytoremediator C. ensiformis (0, 10, 20 and 40 plants

m-2) and C. juncea (0, 60, 120 and 240 plants m-2) and three doses of sulfentrazone

(0, 200 and 400 g ha-1). The pots were filled with fertilized soil and subsequently were

applied herbicide. Eight days after the application proceeded to the sowing of the

species used as phytoremediation. At 21 and 75 days after emergence (DAE) of

plants, evaluations were made of height (cm). At 75 DAE, the plants were cut and

immediately weighed to obtain fresh mass (g) of the shoot. Soon after, all this

material was frozen for bioassay and determination of residues of sulfentrazone in

shoots analyzed by high performance liquid chromatography (HPLC). After cutting

the plants Soil samples were removed and root of all vessels from two layers, 0-10

and 10 to 20 cm to determine the persistence of herbicide using chromatography. In

this same period, made in the same pot, sowing of species bioindicator the presence

of sulfentrazone in soil, Pennisetum glaucum. At 25 and 42 DAE P. glaucum

evaluated the toxicity by the herbicide and height at 42 DAE was determined fresh

and dry weight of shoot and root. In parallel, another bioassay was conducted, for

which an extract produced with a fraction of the aerial part of C. ensiformis and C.

xi

juncea previously stored. It was placed in pots containing washed sand. The P.

glaucum was sown and then at 15 and 30 DAE evaluated the toxicity by the herbicide

and height at 30 DAE determined the fresh weight and dry shoot and root.

Another part of the frozen materials were used for residues of sulfentrazone. Soil

were determined by extraction using 80 ml of methanol for every 40 g of soil, after

stirring for 16 h. For determination of the herbicide in the shoots and roots of plants

Phytoremediator the plant material was subjected to extraction by maceration with

methanol. The prior cultivation Phytoremediator C. ensiformis and C. juncea

promoted the remediation of sulfentrazone. The density minimum C. ensiformis and

C. juncea enabling the development of P. glaucum is 20 to 120 plants m-2

respectively. The extract of C. ensiformis and C. juncea was not phytotoxic to P.

glaucum indicating that these species can be used as green manures sulfentrazone

after the soil remedying. No residual herbicide was found in shoots and roots of C.

juncea. Only it was detected residues of sulfentrazone the shoots of C. ensiformis

when it was applied to the soil 400 g ha-1 of this herbicide.

Key words: green manures, jack bean, madras hemp, Pennisetum glaucum,

herbicide

1

1. INTRODUÇÃO

Existe atualmente grande preocupação no que diz respeito à contaminação

ambiental causada pela utilização incorreta de xenobióticos. Sabe-se que o manejo

incorreto desses produtos é considerado um dos principais fatores responsáveis

pela degradação ambiental (LAW, 2001).

As moléculas herbicidas enquadram-se nessas substâncias que representam

risco de contaminação, devido a sua persistência, toxicidade e bioacumulação. Os

herbicidas, ao serem aplicados em pré ou pós-emergência, acabam direta ou

indiretamente alcançando o solo, podendo causar danos às culturas subsequentes,

à flora e à fauna do solo (CELIS et al., 2005; SANTOS et al., 2010). Ao atingirem o

solo, iniciam-se os processos de redistribuição e degradação desses compostos, os

quais podem ser extremamente curtos, como o que ocorre com algumas moléculas

simples e não persistentes ou perdurar por meses ou anos, tal como ocorre com

compostos altamente persistentes (FILIZOLA et al., 2002).

Dentre os herbicidas que apresentam longo período residual no solo destaca-

se o sulfentrazone, que é recomendado para uso em pré-emergência no controle de

plantas daninhas nas culturas da cana-de-açúcar, soja, citrus, café, eucalipto e em

áreas não agrícolas (RODRIGUES & ALMEIDA, 2005). Por apresentar longa

persistência no solo, este herbicida pode inviabilizar o cultivo de plantas sensíveis

por um longo período após a sua aplicação, dependendo da dose aplicada e das

condições edafoclimáticas (VIVIAN et al., 2006).

Para minimizar o impacto ambiental causado pelo uso de herbicidas

especialmente aqueles com longo período de atividade no solo, várias técnicas têm

sido empregadas, destacando-se a fitorremediação que consiste na utilização de

espécies vegetais para acelerar a desintoxicação de solos e águas contaminados

com compostos tóxicos (CUNNINGHAM et al., 1996). Essa técnica tem sido uma

2

opção promissora para o tratamento eficiente de ambientes edáficos e aquáticos

contaminados com herbicidas (PIRES et al., 2003).

Pesquisas envolvendo espécies vegetais como adubos verdes para

remediação de solos contaminados estão sendo mais indicadas (CORREA et al.

2010) pois além de essas espécies serem tolerantes a diversos herbicidas, podem

ainda liberar exsudatos radiculares, que atuam ativando a microbiota do solo na

decomposição dos compostos orgânicos aplicados. Além disso, produzem elevada

biomassa fresca e seca e, por serem leguminosas, promovem a fixação do

nitrogênio atmosférico, o que é bastante desejável ao sistema produtivo.

Dentre as espécies de adubos verdes selecionadas com potencial para

fitorremediação do sulfentrazone, Crotalaria juncea e Canavalia ensiformis

(MADALÃO, 2011) assim como, Heliantum annume e Dolichos lab lab (BELO et al.;

2011) estão entre as que apresentam maior tolerância a esse herbicida.

Diversos estudos, com resultados promissores, vêm sendo desenvolvidos

visando avaliar a eficácia de plantas na remoção de herbicidas do solo (SANTOS et

al., 2004; PROCÓPIO et al., 2006; BELO et al., 2007; PIRES et al., 2008;

PROCÓPIO et al., 2009; BELO et al., 2011), todavia existem poucas informações

quanto a fitorremediação do herbicida sulfentrazone, reforçando assim a

necessidade de pesquisas que visam oferecer alternativas seguras para sua

utilização em sistemas que integram a sucessão/rotação de culturas, focando a

sustentabilidade da produção agrícola, sem prejuízos ao sistema produtivo e ao

ambiente. Além disso, há necessidade de se estabelecer as melhores práticas

agrícolas visando otimizar o desempenho das espécies, como densidade de plantas

por área, tempo necessário para fitorremediar determinado contaminante, influência

de amenizantes aplicados ao solo, etc.

Considerando a longa persistência do sulfentrazone (GREY et al., 2000;

POLUBESOVA et al., 2003) e os problemas ocasionados pelo seu efeito carryover

em rotação de culturas (MAIN et al., 2004), objetivou-se, com este trabalho, avaliar a

fitorremediação de solo contaminado com sulfentrazone, exercida por plantas de

Crotalaria juncea e Canavalia ensiformis, cultivadas em diferentes densidades

populacionais e quantificar, por meio da técnica cromatográfica, a capacidade

remediadora dessas espécies em descontaminar solo tratado com este herbicida.

3

2. REVISÃO DE LITERATURA

2.1 Sulfentrazone

Problemas resultantes dos processos de poluição e degradação dos recursos

naturais por agrotóxicos têm recebido atenção especial, principalmente em áreas

agrícolas que necessitam utilizar esses produtos no manejo integrado de insetos,

doenças e plantas daninhas (SANTOS et al., 2005; SILVA et al., 2005). Esta questão

se torna ainda mais relevante, pois muitos poluentes possuem utilidades não

dispensáveis, como os herbicidas. Algumas destas moléculas possuem

características que despertam preocupação, devido a sua persistência no solo e na

água (COUTINHO & BARBOSA, 2007).

A utilização desses herbicidas que exibem prolongada ação no solo pode

resultar em impacto ambiental ocasionado pela lixiviação de suas moléculas para

camadas mais profundas do perfil do solo, podendo atingir águas subterrâneas

(PIRES et al., 2003). Além da lixiviação, existe ainda a possibilidade dessas

moléculas permanecerem no solo, resultando em efeito residual indesejável

(carryover), o que implica em problemas quando se trata da sucessão de espécies

sensíveis a esses compostos. (DORNELAS DE SOUZA et al., 2001).

Herbicidas pertencentes ao grupo químico ariltriazolinonas são exemplos de

compostos que possuem alta persistência no solo, podendo afetar culturas

suscetíveis semeadas em rotação/sucessão. Dentre estes destaca-se o

sulfentrazone (N - [2,4-dicloro-5-[4-(difluorometil)-4,5-diidro-3 metil -5-oxo-1H- 1,2,4-

triazol-1-il] metanosulfonamida), fabricado pela FMC Corporation que teve o seu uso

aprovado como agente no controle das plantas daninhas em 1997, nos Estados

Unidos da América do Norte. No Brasil, o sulfentrazone é registrado para a cultura

da soja (Glicine max (L.) Merrill), cana-de-açúcar (Saccharum spp.), eucalipto

(Eucalyptus spp.), citros (Citrus spp.), café (Coffea spp.) e áreas não agrícolas,

4

controlando amplo espectro de folhas largas e gramíneas (RODRIGUES &

ALMEIDA, 2005).

A ação do herbicida sulfentrazone pode ser sistêmica ou por contato,

podendo ser absorvido pelas raízes e folhas e sua translocação ocorre por pequena

movimentação pelo floema. Age na inibição da PROTOX (enzima localizada no

cloroplasto envolvida na biossíntese de clorofila) e por consequência há o acúmulo

de protoporfina IX, causando peroxidação do oxigênio e a destruição das

membranas celulares (HESS, 1993; REDDY & LOCKE, 1998). Este herbicida é

praticamente não volátil, com pressão de vapor de 1 x 10-9 mmHg a 25 ºC. A

degradação microbiana é considerada o primeiro fator de dissipação. A solubilidade

em água muda com o pH, sendo de 110, 780, e 1.600 mg L-1 a pH 6,0; 7,0 e 7,5,

respectivamente (TOMLIN, 2000). Ainda, segundo este autor, o sulfentrazone é um

ácido fraco e tem constante de dissociação de 6,56. Sua fórmula estrutural está

apresentada na Figura 1 e sua fórmula molecular é: C11H10C12F2N4O3S.

Figura 1: Fórmula estrutural da molécula de sulfentrazone.

Uma das características mais importantes em um herbicida é que ele

permaneça ativo no ambiente tempo suficiente para o controle das plantas daninhas,

porém sem causar danos nas culturas que virão em sucessão (KRAEMER, 2008). A

persistência ou bioatividade de um herbicida depende da natureza química, da

formulação, da dose aplicada do produto, das características do solo e dos fatores

climáticos do meio. Por isso, dados de persistência obtidos em uma região não

podem ser generalizados (BLANCO & OLIVEIRA, 1987).

5

Na tentativa de estabelecer esta determinação, Blanco & Velini (2005)

constataram que a persistência do sulfentrazone, aplicado na cultura da soja, foi

determinada em 376 dias após a aplicação de 0,6 kg ha-1do ingrediente ativo (i.a.); já

na dose de 1,20 kg ha-1do i.a., não foi possível determinar o final da persistência,

pois mesmo na última época amostrada (539 dias após os tratamentos), a beterraba,

espécie utilizada como bioindicadora, mostrou-se sensível ao herbicida.

Corroborando esses resultados, trabalhos realizados por Blanco et al. (2010)

demonstraram que a persistência desse herbicida, aplicado na cultura da cana-de-

açúcar, foi determinada em 601 dias após a aplicação da dose de 0,6 kg ha-1do i.a.;

e 704 dias após a aplicação na dose de 1,20 kg ha-1.

Além de persistente, o sulfentrazone é classificado como móvel e tem um alto

potencial de lixiviação tanto vertical (para águas subterrâneas) quanto horizontal

(TOMLIN, 2000; EPA, 2003; PARAÍBA et al., 2003; MARTINEZ, 2008),

principalmente por sua baixa afinidade pela matéria orgânica (Koc 43).

Um aspecto prático e relevante a se considerar é que a presença do

sulfentrazone na lavoura é importante até o término do PTPI (Período Total de

Prevenção à Interferência das plantas daninhas) da cana-de-açúcar; após esse

período, que normalmente coincide com o fechamento do dossel, a própria cultura é

capaz de impedir a infestação de espécies daninhas e a presença do sulfentrazone

passa então a ser indesejável, pelo potencial de contaminação de mananciais de

água subterrânea pela lixiviação e/ou superficiais via runoff (BARRA et al., 1999;

PALMA et al., 2004; KRUTZ et al., 2005), pela impossibilidade de se cultivar

espécies suscetíveis em sucessão (BELO et al., 2007a), pela toxicidade a

organismos não-alvo (ROUSSEAUX et al., 2003), podendo até, dependendo da

recalcitrância do composto, acumular-se na cadeia alimentar (EDWARDS, 1973).

Esses apontamentos sinalizam para a importância de se estudar a molécula do

sulfentrazone no solo.

2.2 Mecanismos da Fitorremediação

A fitorremediação pode ser classificada em oito tipos, levando em

consideração processos fisiológicos das plantas (CUNNINGHAM et al., 1996;

WILSON et al., 2000), sendo eles: a fitoextração, que consiste no uso de plantas

6

acumuladoras para remover metais ou compostos orgânicos do solo ou água,

concentrando-os nos órgãos de reserva; a fitodegradação, que por sua vez, se dá

pela capacidade de metabolização do contaminante, onde as plantas podem

degradar poluentes orgânicos diretamente por suas próprias atividades enzimáticas

com transformação em compostos menos tóxicos que a molécula original. Pode ser

citado também a rizofiltração, processo pelo qual as plantas utilizam suas raízes

para absorver, principalmente metais pesados, de ambientes aquáticos; a

fitoestabilização, que consiste na imobilização, lignificação ou humificação do

contaminante do solo diminuindo assim a biodisponibilidade dos poluentes no

ambiente; a fitovolatilização, que é caracterizado pela absorção e conversão do

contaminante em uma forma volátil liberada na atmosfera; a fitoestimulação ou

rizodegradação na qual há o estimulo à atividade microbiana, promovido pela

liberação de exsudatos radiculares, que atuam degradando o composto no solo, o

que caracteriza, em algumas plantas, a aptidão rizosférica para a biorremediação de

compostos tóxicos. A fitoestimulação utiliza as raízes em crescimento (extremidade

e ramificações laterais) para promover a proliferação de microrganismos

degradadores na rizosfera, que usam os metabólitos exsudados da planta como

fonte de carbono e energia; a rizotransformação, que consiste na bioconversão do

contaminante pela comunidade microbiana associada à rizosfera da espécie vegetal;

e por fim a rizovolatização que consiste na volatilização de um contaminante

rizotransformado a uma forma volátil, a qual é liberada na atmosfera.

Os principais mecanismos atuantes na fitorremediação de herbicidas são a

rizodegradação e/ou fitoestimulação e a fitodegradação (PIRES et al., 2005).

Alguns requisitos para a implantação de programas de fitorremediação devem

ser levados em consideração, principalmente as características físico-químicas do

solo e do contaminante, e sua distribuição na área. Qualquer fator que venha a

interferir negativamente no desempenho das plantas deve ser controlado ou

minimizado, para favorecer sua ação descontaminante (PIRES et al., 2003).

Segundo Pires et al., (2003) é desejável que as plantas utilizadas em

programas de descontaminação de solo e água apresentem determinadas

características como uma boa capacidade de absorção, concentração e/ou

metabolização e tolerância ao contaminante; retenção do contaminante nas raízes,

no caso da fitoestabilização; sistema radicular profundo e denso; crescimento rápido;

alta competitividade e vigor; fácil colheita, quando necessária a remoção da planta

7

da área contaminada; elevada taxa de exsudação radicular; resistência a pragas e

doenças; sejam de fácil aquisição ou multiplicação de propágulos e de fácil controle

ou erradicação; tenham capacidade de desenvolver-se bem em ambientes diversos;

e seja de ocorrência natural em áreas poluídas.

Naturalmente, torna-se difícil reunir todas essas características numa só

planta, porém aquela que for selecionada deve reunir o maior número delas. Outro

aspecto a ser observado é que, embora a maioria dos testes avalie plantas isoladas,

várias espécies podem ser usadas em um mesmo local, ao mesmo tempo ou

subsequentemente, para promoverem maior descontaminação (MILLER, 1996).

Para que atue na fitodegradação ou fitotransformação de herbicidas e outros

poluentes orgânicos, a característica desejável mais importante às espécies

fitorremediadoras, excluindo-se a tolerância que obviamente deve existir, parece ser

a capacidade de absorção e metabolização (FERRO et al., 1994; BURKEN &

SCHNOOR, 1996; KVESITADZE et al., 2001). Promovendo a absorção, ou seja, a

retirada de quantidades que resultem em níveis aceitáveis no solo, com posterior

fitotransformação, resultando em sua mineralização, o que geralmente ocorre em

pequena porcentagem (NEWMAN et al., 1998), ou na formação de metabólitos não-

tóxicos ou menos tóxicos que a molécula original, assegura-se a eficiência do

processo de remediação. Isso se torna ainda mais importante quando se pensa na

utilização da fitorremediação em sistemas agrícolas que envolvam culturas

importantes na sucessão/rotação de culturas utilizadas na renovação do canavial.

O trabalho conduzido por Procópio et al. (2007), avaliando a campo a

fitorremediação do herbicida trifloxisulfuron-sodium por mucuna-preta e feijão-de-

porco concluiu que a manutenção da palhada das espécies de adubos verdes

durante o ciclo do feijão (espécie indicadora) não prejudicou o desenvolvimento das

plantas e não provocou perdas na produtividade da cultura, indicando que a

permanência da palhada na superfície do solo não promove a recontaminação da

área. No entanto, resultados obtidos por Pires et al. (2009), em bioensaio sob

condições controladas, mostraram a presença do picloram ou de metabólitos com

atividade herbicida na parte aérea de capim-pé-de-galinha-gigante em níveis

fitotóxicos para as plantas de soja, indicando que a permanência da palhada na

superfície do solo pode promover a recontaminação da área.

8

2.3 Inferências sobre o manejo da cultura para o cultivo de espécies

fitorremediadoras

Considerando os critérios estabelecidos por Santos et al. (2007) para

implementação de um programa de fitorremediação de áreas contaminadas por

herbicidas (pré-seleção, seleção, confirmação da capacidade fitorremediadora e,

comprovação em ensaios in situ), faz-se necessário o estudo de aspectos

agronômicos aplicados, como o tempo de cultivo mínimo das espécies

fitorremediadoras e também o arranjo de plantas no campo para otimização do

processo de descontaminação.

Quanto mais rápida for a descontaminação realizada por uma determinada

espécie fitorremediadora, mais rápida será a liberação da área para o cultivo de uma

espécie reconhecidamente sensível ao xenobiótico previamente utilizado e, também,

menor a probabilidade desse composto lixiviar no solo e atingir os mananciais de

água presentes no subsolo (MADALÃO, 2011). Diante disso, ações que possam

intensificar o processo de descontaminação do solo são de grande interesse em

programas de fitorremediação. Uma dessas práticas consiste no aumento da

densidade de plantas remediadoras em determinada área, até certo limite, para

incrementar a fitorremediação.

A densidade populacional das espécies fitorremediadoras, por exemplo, pode

influenciar a atuação dos mecanismos principais fisiológicos responsáveis pela

remediação, fitoextração e fitoestimulação, pois o aumento no volume de exploração

do sistema radicular e da transpiração das plantas por área pode resultar em maior

absorção dos xenobióticos, além de aumentar a população dos microrganismos

rizodegradadores associados às suas raízes (SANTOS et al., 2006b).

A densidade adequada dependerá primordialmente da espécie utilizada,

porém de acordo com Schnoor & Dee (1997), que trabalharam com espécies

arbóreas como agentes fitorremediadores, a alta densidade populacional no início do

estabelecimento das plantas assegura significativa taxa evapotranspirativa, o que é

desejável até certo ponto, pois com o aumento demasiado da densidade, a

competição intra-específica pode prejudicar o crescimento e o desenvolvimento das

plantas. Esta pode ser a possível explicação para o fato de que o aumento do

número de plantas por área não reduziu a fitotoxicidade de picloram pelo capim

Tanzânia (PROCÓPIO et al., 2009).

9

Santos et al. (2006) verificaram que a densidade populacional mínima da

espécie fitorremediadora Canavalia ensiformis que possibilitou o melhor

desenvolvimento e a máxima produtividade do feijoeiro cultivado em solo

contaminado com o herbicida trifloxysulfuron-sodium, foi de 20 plantas m-2,

correspondendo a 2,5 vezes àquela recomendada na adubação verde, concordando

com Procópio et al. (2005), que avaliaram a mucuna-preta (Stizolobium aterrimum)

na remediação do herbicida trifloxysulfuron-sodium. De forma semelhante, as

densidades que otimizam a ação das espécies Eleusine coracana e Panicum

maximum (cultivar Tanzânia) foram 172 e 122 plantas m-2, respectivamente, quando

o alvo da fitorremediação era o herbicida [picloram + 2,4-D] (PROCÓPIO et al.,

2008; PROCÓPIO et al., 2009).

2.4. Quantificação biológica e analítica do sulfentrazone

Para que seja recomendado de forma segura em um programa de

fitorremediação, torna-se necessário quantificar o herbicida no solo e nas plantas

(raiz e parte aérea). A quase totalidade dos resultados obtidos envolvendo a

fitorremediação de herbicidas advém de experimentos conduzidos apenas com

avaliações biológicas.

Não obstante, os ensaios biológicos são essenciais, pois em certos casos, os

limites de detecção obtidos em análises cromatográficas não são suficientes para se

quantificar certas moléculas herbicidas que são aplicadas ao solo em concentrações

muito baixas. Um exemplo típico é o trifloxysulfuron-sodium, cuja dose média é de

7,5 g ha-1 (SANTOS et al.; 2004). Nesses casos, a correlação do bioensaio, ou seja,

do comportamento de intoxicação ou tolerância ao herbicida consiste em indicativo

mais exato que a determinação analítica (SANTOS et al., 2007). A metodologia de

bioensaio tem sido considerada adequada para detecção de resíduos no solo do

herbicida sulfentrazone (BLANCO & VELINI, 2005).

A destinação do herbicida no ambiente é uma informação fundamental, pois

se o composto for absorvido pela planta, mas não totalmente mineralizado, e a

biomassa vegetal retornar ao solo como cobertura morta, ele pode ser novamente

absorvido por espécies suscetíveis à sua ação herbicida, como foi observado para

Eleusine coracana após fitorremediar o herbicida picloram (PIRES et al., 2009). Por

10

outro lado, a quantificação da concentração do herbicida no solo pode indicar que

ele apenas está adsorvido aos colóides organo-minerais, os quais, sob ocorrência

de processos físico-químicos, poderiam novamente liberá-lo na solução do solo.

Além disso, as determinações analíticas auxiliam na identificação do provável

mecanismo de fitorremediação: rizodegradação (estimulação da biodegradação

microbiana através dos exsudatos das raízes) ou fitodegradação (metabolização e

ou acúmulo em estruturas celulares) (CUNNINGHAN et al., 2006). Essas inferências

se tornam ainda mais importantes quando se pensa na utilização da fitorremediação

em sistemas agrícolas que envolvam culturas de interesse econômico na

sucessão/rotação de culturas.

11

3. MATERIAL E MÉTODOS


sulfentrazone

Foram realizados dois experimentos instalados em casa-de-vegetação

localizada no campus do Centro Universitário Norte do Espírito Santo, da

Universidade Federal do Espírito Santo (CEUNES/UFES), localizado em São

Mateus, ES, no período de agosto de 2011 a fevereiro de 2012. Um experimento foi

conduzido com a espécie crotalária juncea (Crotalaria juncea) e outro com feijão-de-

porco (Canavalia ensiformis), duas espécies de adubos verdes potenciais

fitorremediadoras do herbicida sulfentrazone no solo, selecionadas em experimento

preliminar de seleção. Ambos os experimentos foram conduzidos de forma idêntica.

Os experimentos constaram de um fatorial 4 x 3, no delineamento em blocos

casualizado, com quatro repetições. O primeiro fator foi constituído pela combinação

de quatro densidades populacionais das espécies fitorremediadoras e o segundo de

três doses de sulfentrazone (0, 200 e 400 g ha-1), totalizando 12 tratamentos.

Para C. juncea foram utilizadas as densidades de 0, 60, 120 e 240 plantas m-2

e para C. ensiformis as densidades foram de 0, 10, 20 e 40 plantas m-2. Para as

duas espécies, as densidades correspondem a zero, 1x, 2x, e 4x a densidade

recomendada na adubação verde.

Como substrato para o crescimento das plantas utilizou-se amostras de solo

coletadas em área sem histórico de aplicação de herbicidas na profundidade de 0-20

cm, de textura Franco Arenosa, peneirado em malha de 4 mm e posteriormente

caracterizado físico-quimicamente (Tabela 1). Essa caracterização serviu de base

para a correção e adubação realizada visando um bom desenvolvimento das

espécies avaliadas como fitorremediadoras, com base nas exigências da cultura do

feijoeiro.

12

Tabela 1. Composição físico-química da camada arável (0-20 cm) do solo utilizado no experimento

Análise Granulométrica g kg-1

Argila Silte Areia Classificação textural

120 104 776 Franco Arenoso

Análise Química

pH P K+ Ca2+ Mg2+ H+Al Al3+ CTC V MO

H2O mg dm-3 cmolc dm-3 % dag kg-1

5,2 90 17 0,6 0,2 2,4 0,4 3,2 26,0 2,0 * Análise de substrato realizada pelo Fullin - Laboratório de Análise Agronômica, Linhares – ES, 2011.

Após o preparo do solo, o mesmo foi colocado em vasos de 24 cm de altura

revestidos com filme de polietileno. Foi utilizado 10,0 kg do substrato por vaso, estes

foram irrigados ajustando a umidade em valor próximo a 80% da capacidade de

campo, fazendo-se a seguir a aplicação do sulfentrazone com o auxilio de um micro-

pulverizador, aplicando volume de calda equivalente a 400 L ha-1.

A semeadura das espécies de C. ensiformis e C. juncea foi realizada oito dias

após a aplicação do sulfentrazone. Sete dias após a emergência (DAE) foi realizado

o desbaste, deixando-se o número de plantas por vaso correspondente a cada

tratamento. Foram feitas irrigações diárias, mantendo-se a umidade do solo próxima

a 80% da capacidade de campo de acordo com a necessidade de cada tratamento.

Aos 21 e 75 (DAE), foram realizadas as avaliações de altura (cm), tomando-

se como base para medição o meristema apical das espécies. Aos 75 DAE, as

plantas foram cortadas na altura do coleto e imediatamente pesadas para obtenção

da biomassa fresca (g) da parte aérea. Logo em seguida todo esse material foi

congelado a temperatura de aproximadamente -20 ºC para bioensaio e

determinação de resíduos de sulfentrazone na parte aérea, sendo analisado por

cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE).

Logo após a coleta das espécies fitorremediadoras, foram retiradas amostras

de solo e raiz de todos os vasos em duas profundidades, 0 a 10 e 10 a 20 cm, em

um total de 24 amostras para cada espécie fitorremediadora, essas amostras foram

acondicionadas para determinação dos resíduos de sulfentrazone por cromatografia

líquida.

13

Neste mesmo período, também foi realizada a coleta das amostras para

análise química (pH, macro e micronutrientes). Após a análise dos resultados

procedeu-se uma adubação de plantio específica para cada tratamento, a fim de se

uniformizar a disponibilidade de nutrientes em cada unidade experimental.

Terminada esta etapa foi realizada a semeadura da espécie bioindicadora da

presença do sulfentrazone no solo, milheto (Pennisetum glaucum var. ADR 7010),

distribuindo-se 15 sementes por vaso. O milheto foi utilizado com base em sua

elevada suscetibilidade ao sulfentrazone, comprovada em experimentos anteriores

(MADALÃO, 2011). Após a emergência da planta bioindicadora, foi realizado o

desbaste deixando-se duas plantas por vaso. Estas foram irrigadas diariamente de

acordo com a necessidade de cada tratamento.

Aos 25 e 42 DAE do milheto foram avaliadas a fitotoxicidade de forma visual

utilizando-se escala percentual, onde 0 (zero) significa ausência de sintomas, e

100% morte de todas as plantas, e a altura de plantas, utilizando-se escala

graduada, tendo como referência o meristema apical.

Aos 42 DAE o milheto foi cortado rente ao solo, sendo o material vegetal

imediatamente pesado em balança analítica, determinando-se a biomassa fresca da

parte aérea. A mesma determinação foi efetuada para as raízes, após serem

retiradas cuidadosamente dos vasos e lavada. Posteriormente, o material vegetal

(parte aérea e raízes) foi colocado em estufa de circulação forçada de ar (70 ± 2 ºC)

até peso constante, e pesado novamente em balança analítica, determinando-se

assim a biomassa seca da parte aérea e da raiz.

Após a coleta e tabulação dos dados, estes foram submetidos à análise de

variância. A análise dos efeitos significativos da densidade populacional da espécie

fitorremediadora dentro de cada dose do herbicida foi realizada por análise de

regressão, sendo os coeficientes das equações testados pelo teste t a 5% de

significância, cujas equações foram ajustadas conforme a variável em questão e seu

respectivo comportamento biológico.

Os efeitos significativos das doses do sulfentrazone, em cada densidade

populacional, foram verificados por meio do teste de Tukey a 5% de significância,

devido ao número insuficiente de níveis para o ajuste das equações de regressão.

14


fitorremediação em solo contaminado com sulfentrazone

As plantas cortadas rente ao solo e congeladas nos experimentos (3.1) foram

submetidas a um bioensaio.

O material vegetal congelado foi triturado manualmente e posteriormente

macerado em água, constituindo um extrato vegetal que foram aplicados em potes

de plástico de 300 mL contendo areia lavada como substrato (PIRES et al., 2009). A

parte aérea das plantas fitorremediadoras foi utilizada na forma de extrato para

disponibilizar prontamente o sulfentrazone para a solução do substrato, e

consequentemente, para as plantas de milheto cultivadas em sucessão.

A quantidade de extrato da parte aérea foi determinada em função de cada

espécie (C. juncea e C. ensiformis), e corresponderam à aplicação da quantidade de

biomassa seca normalmente produzida por hectare pelas espécies testadas. Após o

preparo do substrato foi semeada a planta bioindicadora da presença de

sulfentrazone (milheto – Pennisetum glaucum var. ADR 7010).

Aos 15 e 30 dias após a emergência (DAE) do milheto foram avaliadas a

fitotoxicidade de forma visual - utilizando-se escala percentual, onde 0 (zero)

significa ausência de sintomas, e 100% morte de todas as plantas, e a altura,

utilizando-se escala graduada, tendo como referência o meristema apical. Aos 30

DAE as plantas de milheto foram cortadas rente ao substrato, imediatamente

pesadas em balança analítica, determinando-se a biomassa fresca da parte aérea. A

mesma determinação foi efetuada para as raízes, após serem retiradas

cuidadosamente dos potes e lavada. Posteriormente o material vegetal (parte aérea

e raízes) foi colocado em estufa de circulação forçada de ar (70 ± 2 ºC) por 72 horas,

e pesados novamente em balança analítica, determinando-se assim a biomassa

seca da parte aérea e da raiz.

A utilização desta metodologia tem o objetivo de detectar se o acúmulo do

herbicida nos tecidos da planta ocorre em forma fitotóxica, após absorvê-lo do solo,

afetando plantas sensíveis em eventual manutenção das plantas fitorremediadoras

no campo, como fonte de palhada ou incorporadas para adição de matéria orgânica.

Após a coleta e tabulação dos dados, estes foram submetidos à análise de

variância. A análise dos efeitos significativos da densidade populacional da espécie

fitorremediadora dentro de cada dose do herbicida foi realizada por análise de

15

regressão, sendo os coeficientes das equações testados pelo teste t a 5% de

significância, cujas equações foram ajustadas conforme a variável em questão e seu

respectivo comportamento biológico. Os efeitos significativos das doses do

sulfentrazone, em cada densidade populacional, foram verificados por meio do teste

de Tukey a 5% de significância, devido ao número insuficiente de níveis para o

ajuste das equações de regressão.

3.3 Determinações cromatográficas do herbicida sulfentrazone no solo nas

plantas (raiz e parte aérea)

As amostras de solo e de plantas de C. juncea e C. ensiformis, coletados nos

experimentos 3.1 foram utilizadas nesta etapa para determinação da persistência do

herbicida no solo (biodisponibilidade), e acumulação na planta (parte aérea e raiz),

utilizando-se cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE).

A análise cromatográfica foi realizada por cromatografia líquida de alta

eficiência (CLAE-HPLC), utilizando um equipamento modelo Waters 2695 equipado

com detector UV/DAD, auto-injetor e forno para colunas. A condição cromatográfica

foi otimizada e validada de acordo com o descrito por Ohmes & Mueller (2007), e foi

utilizada: fase móvel constituída de acetonitrila - ácido fosfórico 0,1% (60 : 40);

coluna RP-18, 250 x 4,6 mm, 5 m; fluxo de 1 mL-1 min; injeção de 10 L, detecção

em 220 nm e temperatura da coluna de 30 ºC. A solução padrão foi preparada a

partir do padrão de sulfentrazone com teor declarado de 99,8% na concentração de

0,01 mg mL-1

Os resíduos de sulfentrazone no solo foram determinados por extração com o

uso de 80 mL de metanol para cada 40 g de solo, após agitação por 16 h em um

agitador operado a 180 rotações por minuto (rpm). Após a etapa de agitação, as

amostras foram centrifugadas por 15 minutos a 3.200 (rpm) para separação. Em

seguida, uma parte do extrato sobrenadante foi retirado com auxílio de seringa e

filtrado à 0,45 m em membrana de PTFE da Millipore® para “vials” de 1,5 mL, os

quais foram submetidos à análise cromatográfica.

Para a determinação dos resíduos de sulfentrazone na parte aérea e raiz das

plantas fitorremediadoras, o material vegetal foi submetido a extração por

16

maceração. As amostras previamente congeladas foram retiradas do freezer e, após

atingirem a temperatura ambiente foram secadas em papel toalha e pesadas em

balança analítica na proporção de 1:10 (BARBOSA, 2001; SERAFIM et al.; 2007),

sendo 5 g de material vegetal para 50 mL de metanol. Em seguida, macerou-se a

mistura até a completa dispersão da amostra. Após a etapa de maceração, as

amostras foram filtradas em papel de filtro, e posteriormente centrifugadas por 15

minutos a 3.200 (rpm) para separação. Parte do extrato sobrenadante foi retirado

com auxílio de seringa e filtrado à 0,45 m em membrana de PTFE da Millipore®

para “vials” de 1,5 mL, os quais foram submetidos à análise cromatográfica.

A análise qualitativa, com a identificação do sulfentrazone nos extratos foi

realizada por comparação do tempo de retenção obtido nos cromatogramas da

solução padrão e de cada amostra.

A análise quantitativa foi realizada por comparação das áreas dos picos entre a

solução padrão e as soluções das amostras. A quantidade de herbicida encontrada

nas amostras de solo, parte aérea e raiz foram calculadas em mg Kg-1 de amostra.

17

4. RESULTADOS E DISCUSSÃO


sulfentrazone em função da densidade de semeadura

4.1.1 Avaliação das espécies fitorremediadoras

A avaliação feita nas duas espécies fitorremediadoras, conduzidas

simultaneamente, revelou diferenças entre os tratamentos na Análise de Variância e,

consequentemente, nos testes de médias.

Observou-se aos 21 dias após a emergência (DAE) da espécie

fitorremediadora, na densidade de 10 plantas m-2, redução na altura de Canavalia

ensiformis com o aumento das doses de sulfentrazone. O mesmo não ocorreu para

as demais densidades que não apresentaram diferença estatística (Tabela 2).

Na testemunha sem sulfentrazone, nas duas avaliações, aos 21 e 75 DAE,

houve redução na altura de C. ensiformis na maior densidade avaliada (40 plantas

m-2) em relação a menor (10 plantas m-2). Isso, provavelmente, ocorreu devido à

competição entre as plantas por luz, água e nutrientes. Na presença de

sulfentrazone nas doses de 200 e 400 g ha-1 aos 21 DAE não houve diferença

significativa (Tabela 2), apesar de, em valores absolutos, haver uma ligeira

tendência de redução da altura com o aumento da densidade.

Aos 75 DAE houve redução na altura de C. ensiformis à medida que

aumentou a dose do herbicida, nas densidades de 10 e 20 plantas m-2. Neste

mesmo período a presença do sulfentrazone no solo resultou na diminuição de

biomassa fresca dessa espécie em todas as densidades avaliadas (Tabela 2).

O maior acúmulo de biomassa constitui-se numa característica interessante

para espécies fitorremediadoras, pois pode corresponder a uma maior capacidade

18

de absorção do herbicida pelas raízes (NEWMAN et al., 1998) e maior acúmulo e,

ou, degradação do xenobiótico na parte aérea.

Não foram observados sintomas de intoxicação nas plantas de C. ensiformis,

comprovando a tolerância dessa espécie ao sulfentrazone, que é uma característica

altamente desejável para que uma espécie seja utilizada como fitorremediadora.

Tabela 2. Altura de Canavalia ensiformis aos 21 e 75 dias após a emergência (DAE) e biomassa fresca da parte aérea aos 75 DAE, em três densidades populacionais, cultivadas em solo contaminado com três níveis do herbicida sulfentrazone

Doses de sulfentrazone (g. ha-1)

Plantas de C. ensiformis m-2

10 20 40

Altura (cm) aos 21 DAE

0 18,75 aA 15,81 aAB 14,91 aB

200 16,12 abA 13,87 aA 13,54 aA

400 15,25 bA 13,81 aA 13,37 aA

C.V. (%) 12,93


0 389,25 aA 302,62 aB 238,91 aC

200 292,25 bA 238,75 bA 166,58 bB

400 191,75 cA 147,37 cA 147,91 bA

C.V. (%) 13,31

Biomassa fresca (g) aos 75 DAE

0 374,00 aA 434,00 aA 444,50 aA

200 267,50 bB 291,00 bAB 354,50 bA

400 256,25 bA 255,00 bA 285,00 bA

C.V. (%) 13,31

*Médias seguidas de uma mesma letra minúscula, na coluna, e maiúscula, na linha, não diferem pelo teste de Tukey a 5%.

As mesmas avaliações feitas para Crotalaria juncea, aos 21 DAE mostraram

que houve diminuição da altura nas densidades de 60 e 120 plantas m-2 na dose de

400 g ha-1 quando comparado com a dose de 0 g ha-1. Na dose de 200 g ha-1

constatou-se que a altura de C. juncea foi maior na densidade de 60 plantas m-2

quando comparada a 240 plantas m-2 (Tabela 3). Como mencionado anteriormente

para C. ensiformis este fato pode ser devido à competição intraespecífica.

Aos 75 DAE verificou-se que na densidade de 60 plantas m-2 não houve

diferença significativa na altura de C. juncea entre as doses 0 e 400 g ha-1, o oposto

ocorreu aos 21 DAE nessa mesma densidade (Tabela 3). Isso pode ter ocorrido

19

devido uma maior metabolização do sulfentrazone em função do estádio fenológico

de C. juncea. Quando comparado à altura em função das densidades constatou-se

que esta reduziu com o aumento de plantas m-2.

Na densidade de 240 plantas m-2 a biomassa fresca de C. juncea cultivada em

solo sem aplicação de sulfentrazone foi maior que a biomassa fresca quando

cultivada no solo com aplicação de 400 g ha-1 (Tabela 3). Este resultado mostra que,

apesar de mostrar-se tolerante ao herbicida, advinda de uma seleção de mais de 20

espécies visando identificar seu efeito remediador no solo (MADALÃO, 2011), a

presença do sulfentrazone no solo interfere no crescimento de C. juncea.

Nas menores doses avaliadas (0 e 200 g ha-1) a biomassa fresca de C. juncea

nas densidades 60 e 120 plantas m-2 não diferiram estatisticamente, no entanto, na

densidade de 240 plantas m-2 houve um acréscimo para esta variável (Tabela 3).

Tabela 3. Altura de Crotalaria juncea aos 21 e 75 dias após a emergência (DAE) e biomassa fresca da parte aérea aos 75 DAE, em três densidades populacionais, cultivadas em solo contaminado com três níveis do herbicida sulfentrazone

Doses de sulfentrazone (g ha-1)

Plantas de C. juncea m-2

60 120 240


0 25,25 aA 23,63 aA 18,81 aA

200 26,85 aA 19,94 abAB 19,41 aB

400 15,56 bA 15,13 bA 17,35 aA

C.V. (%) 20,08


0 171,66 abA 138,62 aB 120,77 aB

200 159,16 bA 122,91 aB 111,83 aB

400 183,83 aA 130,54 aB 111,02 aB

C.V. (%) 8,12

Biomassa fresca (g) aos 75 DAE

0 262,75 aB 267,50 aB 345,50 aA

200 212,50 aB 212,50 aB 290,75 abA

400 233,50 aA 225,50 aA 274,25 bA

C.V. (%) 14,39

*Médias seguidas de mesma letra minúscula, na coluna, e maiúscula, na linha, não diferem pelo teste de Tukey a 5%.

20

4.1.2 Avaliação do bioensaio com milheto no próprio vaso após cultivo de

Canavalia ensiformis

Aos 25 e 42 DAE a altura de Pennisetum glaucum (milheto) reduziu com o

aumento da dose de sulfentrazone, independente da densidade populacional da

espécie fitorremediadora (C. ensiformis) (Tabela 4).

Tabela 4. Altura e fitotoxicidade em plantas de Pennisetum glaucum semeadas após o cultivo prévio de C. ensiformis, em quatro densidades populacionais, em solo contaminado com três níveis do herbicida sulfentrazone



0 10 20 40

Altura (cm) aos 25 DAE*

0 20,37 a 19,93 a 19,87 a 21,62 a

200 11,96 b 15,22 b 15,41 b 16,93 b

400 0,00 c 7,02 c 8,21 c 12,71 c

C.V. (%) 17,16


0 114,65 a 124,87 a 135,50 a 138,25 a

200 67,42 b 80,37 b 90,65 b 95,92 b

400 0,00 c 21,62 c 35,00 c 53,52 c

C.V. (%) 8,69

Fitotoxicidade (%) aos 25 DAE

0 0,00 c 0,00 c 0,00 c 0,00 c

200 67,50 b 42,87 b 35,00 b 32,50 b

400 100,00 a 81,75 a 80,50 a 71,25 a

C.V. (%) 17,31


0 0,00 c 0,00 c 0,00 c 0,00 c

200 68,75 b 46,25 b 31,25 b 20,75 b

400 100,00 a 82,50 a 72,50 a 58,75 a

C.V. (%) 18,56

*Médias seguidas por mesma letra, na coluna, não diferem entre si pelo teste de Tukey a 5%. *DAE: dias após a emergência.

Quando não se efetuou o cultivo prévio das plantas de C. ensiformis, e

aplicou-se a dose de 400 g ha-1 de sulfentrazone, as plantas de P. glaucum não

sobreviveram (Tabela 4). Isso aponta para o efeito significativo do cultivo da espécie

fitorremediadora antecedendo ao milheto e também para a importância da

21

fitorremediação na descontaminação de solos contaminados com sulfentrazone. O

cultivo prévio das plantas C. ensiformis reduziu a fitotoxicidade sobre as plantas de

P. glaucum tanto aos 25 quanto aos 42 DAE.

O cultivo prévio de C. ensiformis em solos contaminados com 200 e 400 g ha-

1 de sulfentrazone resultou em aumento da altura nas plantas de P. glaucum aos 25

e 42 DAE, com o aumento das densidades populacionais avaliadas (Figuras 2 e 3).

Figura 2. Bioensaio com Pennisetum glaucum após o cultivo prévio de Canavalia ensiformis em quatro densidades populacionais (0, 10, 20 e 40 plantas m-2) nas doses de 200 g ha-1 (A) e 400 g ha-1 (B) de sulfentrazone.

O aumento da densidade populacional de C. ensiformis, cultivadas nos vasos

onde foi realizada aplicação prévia do sulfentrazone, provocou diminuição da

fitotoxicidade nas plantas de P. glaucum. Na dose de 400 g ha-1 onde não houve o

cultivo prévio de C. ensiformis as plantas de P. glaucum (planta indicadora) tiveram

100% de intoxicação (Figura 3). Sendo suas equações de regressão apresentadas

na tabela 5.

Este fato comprova a sensibilidade de P. glaucum ao sulfentrazone. A alta

sensibilidade do P. glaucum ao sulfentrazone foi comprovada por Dan et al. (2011)

ao analisar a atividade residual desse herbicida, aplicado em pré-emergência na

cultura da soja, sobre o milheto cultivado em sucessão.

A B

22

25 DAE 42 DAE

Plantas m-2

0 10 20 40

Altura

(cm

)

0

5

10

15

20

25

Plantas m

-2

0 10 20 40

Altura

(cm

)

0

20

40

60

80

100

120

140

Plantas m-2

0 10 20 40

Fito

toxic

ida

de

(%

)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Plantas m

-2

0 10 20 40

Fito

toxic

ida

de

(%

)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 g ha-1

200 g ha-1

400 g ha-1

Figura 3. Altura e fitotoxicidade em plantas de Pennisetum glaucum aos 25 e 42 dias após a emergência (DAE), semeadas após o cultivo prévio de Canavalia ensiformis, em função da densidade populacional, em solo contaminado com três níveis do herbicida sulfentrazone.

24 DAS Y = 21,2614 + 0,7330X - 0,00615X2

R2 2 = 0,7055 DAS Y = 12,2596 + 0,4913X - 0,030X

2 R

2 = 0,799 DAS Y = 33,7529 + 2,1978X - 0,0215X

2 R2

2 = 0,85

24 DAS Y = 21,2614 + 0,7330X - 0,00615X2

R2 2 = 0,70

55 DAS Y = 12,2596 + 0,4913X - 0,030X2 R

2 = 0,79

23

Tabela 5. Equações de regressão para valores médios de altura e fitotoxicidade, aos 25 e 42 dias após a emergência (DAE), de Pennisetum glaucum cultivado após Canavalia ensiformis sob quatro diferentes densidades populacionais, em solo contaminado com três níveis do herbicida sulfentrazone

Doses (g ha-1)

25 DAE 42 DAE

Altura (cm)

Equação R2 Equação R2

0 Y 20,4368 – 0,0824X + 0,0028X2 0,99 Y 114,1127 + 1,4234X –0,0204X

2 0,99

200 Y 12,1964 + 0,2518X – 0,0034X2 0,95 Y 67,2273 + 1,5836X – 0,0216X

2 0,99

400 Y 0,5320 + 0,5727X – 0,0068X2 0,96 Y 0,4507 + 2,2220X – 0,0225X

2 0,99

Fitotoxicidade (%)

200 Y 32,0651 + 35,4559 e (0,1202X) 0,99 Y 14,9862 + 53,9645 e

(0,0572X) 0,99

400 Y 71,2546 + 28,2262 e (0,0775X)

0,97 Y 47,8110 + 51,9996 e (0,0386X) 0,99

Com relação à biomassa fresca da parte aérea e da raiz das plantas de P.

glaucum observou-se que à medida que aumentou a dose de sulfentrazone acorreu

uma redução da biomassa fresca independentemente das densidades avaliadas (10,

20 e 40 plantas m-2). A aplicação de 200 g ha-1 de sulfentrazone no solo não

interferiu na massa seca da parte aérea e da raiz de P. glaucum, cultivado após o

cultivo prévio de C. ensiformis nas densidades de 0 e 10 plantas m-2 quando

comparado com a ausência do sulfentrazone (Tabela 6).

Para biomassa fresca da parte aérea de P. glaucum onde se cultivou

anteriormente C. ensiformis nas densidades de 20 e 40 plantas m-2 houve uma

redução dessa variável com o aumento do sulfentrazone no solo, no entanto, para a

biomassa seca da raiz houve redução somente na dose de 400 g ha-1 (Tabela 6).

24

Tabela 6. Biomassa fresca e seca da parte aérea e da raiz de Pennisetum glaucum, aos 42 dias após a emergência (DAE), semeado após o cultivo prévio de Canavalia ensiformis, em quatro densidades populacionais, em solo contaminado com três níveis do herbicida sulfentrazone


Plantas de C. ensiformis. m-2

0 10 20 40

Biomassa fresca da parte aérea (g)

0 321,00 a 330,00 a 360,25 a 362,50 a

200 232,50 b 261,50 b 276,00 b 296,50 b

400 0,00 c 89,00 c 90,25 c 91,87 c

C.V. (%) 9,91

Biomassa seca da parte aérea (g)

0 45,00 a 50,96 a 58,54 a 64,97 a

200 37,34 a 43,48 a 42,88 b 47,46 b

400 0,00 b 10,42 b 10,47 c 11,05 c

C.V. (%) 16,60

Biomassa fresca da raiz (g)

0 76,00 a 117,00 a 130,00 a 131,75 a

200 58,00 a 76,50 b 87,00 b 100,00 b

400 0,00 b 36,00 c 37,00 c 38,50 c

C.V. (%) 16,66

Biomassa seca da raiz(g)

0 26,58 a 34,63 a 39,01 a 43,96 a

200 18,61 a 25,10 a 29,02 a 31,75 a

400 0,00 b 8,52 b 9,97 b 11,07 b

C.V. (%) 30,80

*Médias seguidas por mesma letra, na coluna, não diferem entre si pelo teste de Tukey a 5%.

Para as características biomassa fresca e seca da parte aérea e da raiz, a

espécie fitorremediadora (C. ensiformis) contribui para o aumento nos valores

dessas variáveis, independentemente das doses de sulfentrazone avaliadas, ou

seja, à medida que aumentou a densidade populacional de C. ensiformis houve um

incremento na biomassa seca e fresca tanto da parte aérea quanto do sistema

radicular (Figura 4). Sendo suas equações de regressão apresentadas na tabela 7.

Segundo Santos et al. (2006a), aumentos na densidade populacional de

plantas remediadoras em determinada área, até certo limite, também podem

proporcionar maior volume de raízes e de solo explorado, podendo resultar em

incremento da absorção/degradação do contaminante e, ou, degradação rizosférica.

25

Plantas m-2

0 10 20 40

Bio

ma

ssa

fre

sca

da

pa

rte

aé

rea

(g)

0

50

100

150

200

250

300

350

400

Plantas m

-2

0 10 20 40

Bio

massa

se

ca

da p

art

e a

ére

a (

g)

0

10

20

30

40

50

60

70

Plantas m-2

0 10 20 40

Bio

massa f

resca d

a r

aiz

(g)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

Plantas m

-2

0 10 20 40

Bio

massa s

eca d

a r

aiz

(g)

0

10

20

30

40

50

0 g ha-1

200 g ha-1

400 g ha-1

Figura 4. Biomassa fresca e seca da parte aérea e da raiz de Pennisetum glaucum aos 42 dias após a emergência (DAE), semeado após o cultivo prévio de Canavalia ensiformis, em função da densidade populacional, em solo contaminado com três níveis do herbicida sulfentrazone.

24 DAS Y = 21,2614 + 0,7330X - 0,00615X2

R2 2 = 0,7055 DAS Y = 12,2596 + 0,4913X - 0,030X

2 R

2 = 0,799 DAS Y = 33,7529 + 2,1978X - 0,0215X

2 R2

2 = 0,85

24 DAS Y = 21,2614 + 0,7330X - 0,00615X2

R2 2 = 0,70

55 DAS Y = 12,2596 + 0,4913X - 0,030X2 R

2 = 0,79

26

Tabela 7. Equações de regressão para valores médios de biomassa fresca e seca da parte aérea e raiz aos 42 dias após a emergência de Pennisetum glaucum cultivado após Canavalia ensiformis sob quatro densidades populacionais, em solo contaminado com três níveis do herbicida sulfentrazone

Doses (g ha-1)


Biomassa fresca da parte aérea Biomassa seca da parte aérea

0 Y 317,6727 + 2, 4439X – 0,0324X2 0,90 Y 44,6300 + 0,8053X – 0,0073X

2 0,99

200 Y 233,4545 + 2,8773X –0,0327X2 0,99 Y 38,0496 + 0,3956X – 0,0042X

2 0,88

400 Y 91,1065 (1- e (0,3749X)

) 0,99 Y 10,7803 (1- e (0,3357X)

) 0,99

Biomassa fresca da raiz Biomassa seca da raiz

0 Y 75,9209 + 56,8428 (1-e (0,13238X)

) 0,99 Y 26,7801 + 0,8347X – 0,0102X2 0,99

200 Y 58,4364 + 1,9082X – 0,0218X2 0,99 Y 18,6831 + 0,7220X – 0,0099X

2 0,99

400 Y 37,8344 (1- e (0,2987X)

) 0,99 Y 10,8988 (1-e (0,1464X)

) 0,99

4.1.3 Avaliação do bioensaio com milheto no próprio vaso após cultivo de Crotalaria juncea

Quando não houve o cultivo prévio de C. juncea, a altura das plantas de P.

glaucum decresceu em função das doses de sulfentrazone aos 25 e 42 DAE.

Observou-se ainda que na aplicação da maior dose do herbicida no solo (400 g ha-1)

P. glaucum não se desenvolveu em razão da elevada toxicidade do herbicida

(Tabela 8).

Entre os tratamentos que receberam cultivo prévio da espécie

fitorremediadora (C. juncea) percebe-se que o aumento da dose de sulfentrazone no

solo proporcionou uma redução na altura de P. glaucum aos 42 DAE. O mesmo

ocorreu quando P. glaucum foi cultivado em sucessão ao cultivo de C. juncea na

densidade de 240 plantas m-2 aos 25 DAE (Tabela 8).

Aos 25 DAE houve evolução dos sintomas de fitotoxicidade nas plantas de P.

glaucum com aumento das doses do sulfentrazone no solo, sendo que sem o cultivo

prévio da espécie fitorremediadora as plantas de P. glaucum apresentaram 100% de

fitotoxicidade não sobrevivendo à atividade do herbicida no solo.

O cultivo prévio de C. juncea nas densidades de 120 e 240 plantas m-2

contribuiu para descontaminação do solo contaminado com 200 g ha-1 de

sulfentrazone, pois a fitotoxicidade apresentada nas plantas de P. glaucum aos 42

DAE, não diferiu estatisticamente daquelas cultivadas na ausência do herbicida

27

(Tabela 8). Nestas mesmas densidades, nota-se também o efeito benéfico da

descontaminação do solo promovida pela crotalária, pois na dose mais elevada de

sulfentrazone houve redução de cerca de 50% na fitotoxicidade do milheto, em

relação ao tratamento que não foi fitorremediado, aos 42 DAE (Figura 6).

Tabela 8. Altura e fitotoxicidade em plantas de Pennisetum glaucum semeadas após o cultivo prévio de Crotalaria juncea, em quatro densidades populacionais, em solo contaminado com três níveis do herbicida sulfentrazone



0 60 120 240


0 18,32 a 18,52 a 19,77 a 23,38 a

200 12,76 b 13,93 a 15,82 ab 18,45 b

400 0,00 c 8,92 b 11,92 b 13,80 c

C.V. (%) 18,09


0 100,50 a 101,93 a 100,62 a 111,31 a

200 58,37 b 76,87 b 77,56 b 87,81 b

400 0,00 c 35,00 c 55,30 c 65,12 c

C.V. (%) 16,92


0 0,00 c 0,00 c 0,00 c 0,00 c

200 60,00 b 46,25 b 41,25 b 37,50 b

400 100,00 a 83,75 a 77,50 a 58,75 a

C.V. (%) 18,32


0 0,00 c 0,00 c 0,00 b 0,00 b

200 53,75 b 25,00 b 15,00 b 12,50 b

400 100,00 a 70,00 a 58,75 a 43,75 a

C.V. (%) 28,39

*Médias seguidas por mesma letra, na coluna, não diferem entre si pelo teste de Tukey a 5%. *DAE: dias após a emergência.

O cultivo prévio de C. juncea em solo contaminado com sulfentrazone

contribuiu para o aumento da altura de P. glaucum aos 25 e 42 DAE,

independentemente da densidade avaliada embora este aumento seja inferior

quando comparado com a altura de P. glaucum cultivado na ausência do herbicida

(Figuras 5 e 6). As equações ajustadas encontram-se na tabela 9.

28

As plantas de P. glaucum quando cultivadas em sucessão à C. juncea

apresentaram menor fitotoxicidade aos 25 e 42 DAE quando comparado com o

tratamento sem cultivo prévio, independentemente da dose de sulfentrazone

avaliada. Sendo que aos 42 DAE a porcentagem de intoxicação nas plantas de P.

glaucum foi inferior àquela apresentada aos 25 DAE. Ou seja, as plantas de P.

glaucum apresentaram uma recuperação considerável (Figura 6). Este

comportamento também foi observado por Belo et al., (2011), trabalhando com

sorgo como espécie indicadora de resíduos de sulfentrazone no solo, após ter sido

fitorremediado por Heliantus annus.

Figura 5. Bioensaio com Pennisetum glaucum após o cultivo prévio de Crotalaria juncea em quatro densidades populacionais (0, 60, 120 e 240 plantas m-2) nas doses de 200g ha-1 (A) e 400 g ha-1 (B) de sulfentrazone.

A B

29

25 DAE 42 DAE

Plantas m-2

0 60 120 240

Altura

(cm

)

0

5

10

15

20

25

Plantas m

-2

0 60 120 240

Altura

(cm

)

0

20

40

60

80

100

120

Plantas m-2

0 60 120 240

Fito

toxic

idade (

%)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Plantas m

-2

0 60 120 240

Fito

toxic

ida

de

(%

)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 g ha-1

200 g ha-1

400 g ha-1

Figura 6. Altura e fitotoxicidade em plantas de Pennisetum glaucum aos 25 e 42 dias após a emergência (DAE), semeadas após o cultivo prévio de Crotalaria juncea, em função da densidade populacional, em solo contaminado com três níveis do herbicida sulfentrazone.

24 DAS Y = 21,2614 + 0,7330X - 0,00615X2

R2 2 = 0,7055 DAS Y = 12,2596 + 0,4913X - 0,030X

2 R

2 = 0,799 DAS Y = 33,7529 + 2,1978X - 0,0215X

2 R2

2 = 0,85

24 DAS Y = 21,2614 + 0,7330X - 0,00615X2

R2 2 = 0,70

55 DAS Y = 12,2596 + 0,4913X - 0,030X2 R

2 = 0,79

30

Tabela 9. Equações de regressão para valores médios de altura e fitotoxicidade aos 25 e 42 dias após a emergência (DAE) de Pennisetum glaucum cultivado após C. juncea sob quatro densidades populacionais, em solo contaminado com três níveis do herbicida sulfentrazone

Doses (g ha-1)

25 DAE 42 DAE

Altura (cm)


0 Y 18,2694 + 0,0018X +0,00008X2 0,99 Y 101,0877 - 0,0299X +0,0003X

2 0,95

200 Y 12,7075 + 0,0242X 0,99 Y 60,0744 + 0,2349X – 0,0005X2 0,92

400 Y 0,0000 + 13,9868 (1 – e (0,0166X)

) 0,99 Y 69,2895 (1 – e (0,0124X)

) 0,99

Fitotoxicidade (%)

200 Y 36,9677 + 22,9870 e (0,0147X)

0,99 Y 11,7657 + 42,0396 e (0,0198X)

0,99

400 Y 99,0114 – 0,2251X + 0,0002X2 0,98 Y 39,4427 + 60,1528 e

(0,0104X) 0,99

Todas as densidades populacionais de C. juncea (60, 120 e 240 plantas m-2)

foram capazes de garantir o acúmulo da biomassa da planta bioindicadora, quando

esta foi cultivada em solo contaminado com sulfentrazone. Na densidade de 60

plantas m-2 a biomassa fresca e seca da parte aérea de P. glaucum cultivado em

solo contaminado com 200 g ha-1 de sulfentrazone não diferiu do tratamento sem

aplicação do herbicida, evidenciando que esta densidade de C. juncea é adequada

para descontaminar solo com aplicação de até 200 g ha-1 de sulfentrazone (Tabela

10).

Quando cultivado em sucessão a C. juncea, o P. glaucum apresentou

diminuição da biomassa fresca e seca da raiz com aumento da dose do

sulfentrazone no solo, exceto na densidade de 240 plantas m-2 de C. juncea onde

tanto na ausência quanto na aplicação de 200 g ha-1 de sulfentrazone a biomassa

seca da raiz não diferiu (Tabela 10).

31

Tabela 10. Biomassa fresca e seca da parte aérea e raiz de Pennisetum glaucum aos 42 dias após a emergência (DAE), semeado após o cultivo prévio de Crotalaria juncea, em quatro densidades populacionais, em solo contaminado com três níveis do herbicida sulfentrazone



0 60 120 240

Biomassa fresca da parte aérea(g)

0 326,75 a 341,50 a 358,50 a 384,75 a

200 144,25 b 301,00 a 316,25 b 325,25 b

400 0,00 c 102,87 b 152,25 c 191,00 c

C.V. (%) 9,64

Biomassa seca da parte aérea (g)

0 52,39 a 53,43 a 54,84 a 58,28 a

200 20,00 b 50,30a 50,38 a 52,50 a

400 0,00 c 9,68 b 21,30 b 28,72 b

C.V. (%) 18,65

Biomassa fresca da raiz (g)

0 61,25 a 96,00 a 95,50 a 102,00 a

200 18,50 b 74,25 b 70,00 b 77,50 b

400 0,00 c 21,75 c 40,00 c 41,00 c

C.V. (%) 17,59

Biomassa seca da raiz (g)

0 28,17 a 44,49 a 45,93 a 50,97 a

200 13,05 b 34,06 b 35,02 b 40,99 a

400 0,00 c 9,38 c 20,65 c 21,30 b

C.V. (%) 20,88

*Médias seguidas por mesma letra, na coluna, não diferem entre si pelo teste de Tukey a 5%.

Na ausência de cultivo prévio de C. juncea a biomassa fresca e seca da parte

aérea e raiz foram inferiores àquelas obtidas com cultivo prévio. À medida que

aumentou a densidade populacional de C. juncea houve um incremento na

biomassa fresca e seca, independentemente da dose de sulfentrazone aplicada no

solo (Figura 7). As equações ajustadas encontram-se na Tabela 11.

Pires et al. (2008), avaliando a fitorremediação de solo contaminado com

diferentes níveis de tebuthiuron, utilizando Crotalaria juncea como espécie

indicadora da presença desse herbicida, verificaram que as espécies Canavalia

ensiformis e Cajanus cajan apresentaram os melhores desempenhos, sendo

32

indicadas para fitorremediação de solos que receberam até 1.000 g ha-1 de

tebuthiuron.

Plantas m-2

0 60 120 240

Bio

massa f

resca d

a p

art

e a

ére

a (

g)

0

100

200

300

400

Plantas m

-2

0 60 120 240

Bio

massa s

eca d

a p

art

e a

ére

a (

g)

0

10

20

30

40

50

60

Plantas m-2

0 60 120 240

Bio

massa f

resca d

a r

aiz

(g)

0

20

40

60

80

100

Plantas m

-2

0 60 120 240

Bio

massa s

eca d

a r

aiz

(g)

0

10

20

30

40

50

60

0 g ha-1

200 g ha-1

400 g ha-1

Figura 7. Biomassa fresca e seca da parte aérea e raiz de Pennisetum glaucum aos 42 dias após a emergência (DAE), semeado após o cultivo prévio de Crotalaria juncea, em função da densidade populacional, em solo contaminado com três níveis do herbicida sulfentrazone.

24 DAS Y = 21,2614 + 0,7330X - 0,00615X2

R2 2 = 0,7055 DAS Y = 12,2596 + 0,4913X - 0,030X

2 R

2 = 0,799 DAS Y = 33,7529 + 2,1978X - 0,0215X

2 R2

2 = 0,85

24 DAS Y = 21,2614 + 0,7330X - 0,00615X2

R2 2 = 0,70

55 DAS Y = 12,2596 + 0,4913X - 0,030X2 R

2 = 0,79

33

Tabela 11. Equações de regressão para valores médios de biomassa fresca e seca da parte aérea e raiz aos 42 dias após emergência de Pennisetum glaucum cultivado após Crotalaria juncea sob quatro densidades populacionais em solo contaminado com três níveis do herbicida sulfentrazone

Doses (g ha-1)


Biomassa fresca da parte aérea Biomassa seca da parte aérea

0 Y 327,4000 + 0,2426X 0,99 Y 52,1240 + 0,0249X 0,99

200 Y 144,3040 + 178,3204 (1 – e (0,0345X)

) 0,99 Y 20,0018 + 31,5138 (1- e (0,053X)

) 0,90

400 Y 2,7409+ 1,8026X – 0,0043X2 0,99 Y -0,5885 + 02223X – 0,0004X

2 0,99

Biomassa fresca da raiz Biomassa seca da raiz

0 Y 61,2861 + 38,0046 (1- e (0,0376X)

) 0,98 Y 28,3410 + 21,7520 (1- e (0,0195X)

) 0,98

200 Y 18,5012 + 57,0159X / (2,9955 + X) 0,98 Y 13,2099 + 26,2923 (1- e (0,0227X)

) 0,98

400 Y -0,6818 + 0,4807X – 0,0013X2 0,99 Y -0,7516 + 0,2387X – 0,0006X

2 0,98


fitorremediação em solo contaminado com sulfentrazone

O P. glaucum cultivado por 30 dias em substrato que recebeu extrato foliar de

C. ensiformis e C. juncea, anteriormente cultivadas em solos com a presença de

sulfentrazone, não apresentou nenhum sintoma de intoxicação de resíduo desse

herbicida, conforme pode ser verificado na Figura 8.

Para as variáveis altura, biomassa fresca e seca da parte aérea e raiz de P.

glaucum, aos 30 DAE, quando se comparam as doses de sulfentrazone, não foram

observadas diferenças entre os tratamentos com presença do extrato de C.

ensiformis ou C. juncea e na ausência deste (Tabelas 12 e 13). Este resultado

concorda com os obtidos por Procópio et al. (2007), que avaliando a campo a

fitorremediação do herbicida trifloxisulfuron-sodium por mucuna-preta e feijão-de-

porco, concluíram que a manutenção da palhada das espécies de adubos verdes

durante o ciclo do feijão (espécie indicadora) não prejudicou o desenvolvimento das

plantas e não provocou perdas na produtividade da cultura, indicando que a

permanência da palhada na superfície do solo não promove a recontaminação da

área. Por outro lado, os dados discordam do encontrado por Pires et. al. (2009), que

detectaram a presença do picloram no extrato foliar de Panicum maximum cv.

Tanzânia e pé-de-galinha-gigante em níveis fitotóxicos para as plantas de soja.

34

Os resultados obtidos neste trabalho indicam que estas espécies

fitorremediadoras (C. ensiformis e C. juncea) podem ser reutilizadas como adubação

verde após fitorremediar o sulfentrazone no solo, viabilizando a inserção das

mesmas num programa de rotação ou sucessão de culturas. Esta informação é de

suma importância quando se pensa no emprego agronômico que pode ter a

fitorremediação de herbicidas. No entanto, a continuação dos estudos de

fitorremediação, utilizando-se essas duas espécies, é necessária, agora, em nível de

campo, visando à confirmação dos resultados obtidos.

Figura 8. Comparação das plantas de milheto aos 30 dias após a emergência, após receber extrato foliar das espécies fitorremediadoras Canavalia ensiformis (A) e Crotalaria juncea (B), anteriormente cultivadas em solos com a presença de sulfentrazone, na dose de 400 g ha-1, nas densidades de semeadura de 0, 10, 20 e 40 plantas m-2 e 0, 60, 120 e 240 plantas m-2, respectivamente.

A B

35

Tabela 12. Altura, biomassa fresca e seca da parte aérea e raiz de Pennisetum glaucum, cultivado em areia contendo extrato da parte aérea de Canavalia ensiformis, obtidos após fitorremediação em quatro densidades populacionais, em solo contaminado com três níveis do herbicida sulfentrazone


Biomassa de C. ensiformis m-2

0 10 20 40


0 2,64 3,58 a 3,55 a 3,75 a

200 - 3,32 a 3,76 a 3,62 a

400 - 3,55 a 4,25 a 4,21 a

C.V. (%) 14,63


0 3,96 5,28 a 5,31 a 5,12 a

200 - 5,42 a 5,98 a 5,83 a

400 - 5,68 a 6,02 a 6,03 a

C.V. (%) 12,30

Biomassa fresca da parte aérea (g) aos 30 DAE

0 0,24 0,60 a 0,70 a 0,80 a

200 - 0,66 a 0,78 a 0,98 a

400 - 0,71 a 0,80 a 1,01 a

C.V. (%) 42,17

Biomassa seca da parte aérea (g) aos 30 DAE

0 0,03 0,09 a 0,10 a 0,12 a

200 - 0,09 a 0,12 a 0,13 a

400 - 0,09 a 0,10 a 0,13 a

C.V. (%) 36,86

Biomassa fresca da raiz (g) 30 DAE

0 0,36 0,54 a 0,55 a 0,62 a

200 - 0,51 a 0,64 a 0,68 a

400 - 0,56 a 0,59 a 0,78 a

C.V. (%) 57,69

Biomassa seca da raiz (g) 30 DAE

0 0,04 0,10 a 0,11 a 0,11 a

200 - 0,09 a 0,10 a 0,10 a

400 - 0,09 a 0,10 a 0,13 a

C.V. (%) 61,85 *Médias seguidas por mesma letra, na coluna, não diferem entre si pelo teste de Tukey a 5%. *DAE: dias após a emergência.

36

Tabela 13. Altura, biomassa fresca e seca da parte aérea e raiz de Pennisetum glaucum, cultivadas em areia contendo extrato da parte aérea de Crotalaria juncea, obtidos após fitorremediação em quatro densidades populacionais, em solo contaminado com três níveis do herbicida sulfentrazone


Biomassa de C. juncea m-2

0 60 120 240


0 2,99 3,97 a 4,43 a 4,55 a

200 - 3,16 a 3,25 a 3,76 a

400 - 3,68 a 4,33 a 4,65 a

C.V. (%) 15,97


0 4,22 6,85 a 6,90 a 7,31 a

200 - 6,27 a 6,52 a 6,70 a

400 - 6,27 a 6,52 a 7,20 a

C.V. (%) 12,74

Biomassa fresca da parte aérea (g) aos 30 DAE

0 0,25 1,32 a 1,59 a 1,77 a

200 - 1,34 a 1,49 a 1,92 a

400 - 1,52 a 1,86 a 1,98 a

C.V. (%) 24,31

Biomassa seca da parte aérea (g) aos 30 DAE

0 0,03 0,19 a 0,25 a 0,26 a

200 - 0,14 a 0,18 a 0,27 a

400 - 0,20 a 0,25 a 0,25 a

C.V. (%) 32,44

Biomassa fresca da raiz (g) aos 30 DAE

0 0,36 0,91 a 1,25 a 1,25 a

200 - 0,66 a 0,76 a 1,25 a

400 - 0,89 a 1,12 a 1,17 a

C.V. (%) 40,22

Biomassa seca da raiz (g) aos 30 DAE

0 0,05 0,19 a 0,30 a 0,34 a

200 - 0,11 a 0,18 a 0,29 a

400 - 0,14 a 0,20 a 0,24 a

C.V. (%) 59,88 *Médias seguidas por mesma letra, na coluna, não diferem entre si pelo teste de Tukey a 5%. *DAE= dias após a emergência.

37

Quando se avaliou a altura P. glaucum aos 15 e 30 DAE após ter sido

cultivado em substrato contendo extrato da parte aérea de C. ensiformis observou-

se que esta variável aumentava em função do aumento das densidades de C.

ensiformis. O mesmo foi observado para biomassa fresca e seca da parte aérea e

raiz avaliadas aos 30 DAE (Figura 9), sendo suas equações de regressão

apresentadas na Tabela 14. Este fato pode ser devido ao aumento na densidade

populacional das espécies fitorremediadoras influenciando a uma maior absorção

dos nutrientes presentes no solo, os quais podem ter retornado via extrato ao

substrato areia lavada, e assim favorecendo um maior crescimento do milheto.

38

Plantas m-2

0 10 20 40

Altu

ra a

os 1

5 D

AE

(cm

)

0

1

2

3

4

5

Plantas m-2

0 10 20 40

Altu

ra a

os 3

0 D

AE

(cm

)

0

1

2

3

4

5

6

7

Plantas m-2

0 10 20 40

Bio

ma

ssa

fre

sca

da

pa

rte

aé

rea

(g)

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

Plantas m

-2

0 10 20 40

Bio

ma

ssa

se

ca

da

pa

rte

aé

rea

(g)

0,00

0,05

0,10

0,15

Plantas m-2

0 10 20 40

Bio

massa f

resca d

a r

aiz

(g)

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

Plantas m

-2

0 10 20 40

Bio

massa s

eca d

a r

aiz

(g)

0,00

0,02

0,04

0,06

0,08

0,10

0,12

0,14

0 g ha-1

200 g ha-1

400 g ha-1

Figura 9. Altura de Pennisetum glaucum aos 15 e 30 dias após a emergência (DAE), biomassa fresca e seca da parte aérea e raiz aos 30 DAE, cultivado em areia lavada contendo extrato da parte aérea de Canavalia ensiformis, obtidos após fitorremediação em quatro densidades populacionais, em solo contaminado com três níveis do herbicida sulfentrazone.

24 DAS Y = 21,2614 + 0,7330X - 0,00615X2

R2 2 = 0,7055 DAS Y = 12,2596 + 0,4913X - 0,030X

2 R

2 = 0,799 DAS Y = 33,7529 + 2,1978X - 0,0215X

2 R2

2 = 0,85

24 DAS Y = 21,2614 + 0,7330X - 0,00615X2

R2 2 = 0,70

55 DAS Y = 12,2596 + 0,4913X - 0,030X2 R

2 = 0,79

39

Tabela 14. Equações de regressão para valores médios de altura, biomassa fresca e seca da parte aérea e raiz nas plantas de Pennisetum glaucum cultivado em areia lavada contendo extrato da parte aérea de Canavalia ensiformis após fitorremediação em quatro densidades populacionais, em solo contaminado com três níveis do herbicida sulfentrazone

Doses (g ha-1)

Altura (cm) 15 DAE Altura (cm) 30 DAE


0 Y 2,3815 + 0,1074X - 0,0019X2 0,88 Y 3,8443 + 0,1397X – 0,0027X

2 0,90

200 Y 2,8140 + 0,0697X – 0,0012X2 0,99 Y 4,3582 + 0,1270X – 0,0023X

2 0,99

400 Y 2,8108 + 0,1007X – 0,0016X2 0,99 Y 3,9432 + 0,1778 – 0,0032X

2 0,96

Biomassa fresca da parte aérea

30 DAE Biomassa seca da parte aérea

30 DAE

0 Y 0,2100 + 0,5958 (1- e (0,1026X)

) 0,99 Y 0,0364 + 0,0057X - 0,00008X2 0,96

200 Y 0,2903 + 0,7395 (1- e (0,0626X)

) 0,99 Y 0,0455 + 0,0054X – 0,00008X2 0,99

400 Y 0,2612 + 0,7664 (1- e (0,0764X)

) 0,98 Y 0,0417 + 0,0052X –0,00007X2 0,95

Biomassa fresca da raiz

30 DAE Biomassa seca da raiz

30 DAE

0 Y 0,3885 + 0,2306 (1- e (0,0861X)

) 0,96 Y 0,0426 + 0,0731 (1- e (0,1635X)

) 0,99

200 Y 0,3126 + 0,3960 (1- e (0,0777X)

) 0,99 Y 0,0375 + 0,0657 (1- e (0,1841X)

) 0,99

400 Y 0,4330 +0,0088X 0,97 Y 0,0568 + 0,0035X – 0,00003X2 0,99

*DAE = dias após a emergência.

Aos 15 e 30 DAE de P. glaucum depois de ter sido cultivado em substrato

contendo extrato da parte aérea de C. juncea observou-se que altura aumentava em

função do aumento das densidades de C. juncea, semelhante ao observado para C.

ensiformis. O mesmo foi observado para biomassa fresca e seca da parte aérea e

raiz, avaliadas aos 30 DAE (Figura 10), sendo suas equações de regressão

apresentadas na Tabela 15.

40

Plantas m-2

0 60 120 240

Altu

ra a

os 1

5 D

AE

(cm

)

0

1

2

3

4

5

Plantas m-2

0 60 120 240

Altu

ra a

os 3

0 D

AE

(cm

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Plantas m-2

0 60 120 240

Bio

ma

ssa

fre

sca

da

pa

rte

aé

rea

(g)

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

Plantas m

-2

0 60 120 240

Bio

ma

ssa

se

ca

da

pa

rte

aé

rea

(g)

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

Plantas m-2

0 60 120 240

Bio

ma

ssa

fre

sca

da

ra

iz (

g)

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

Plantas m

-2

0 60 120 240

Bio

ma

ssa

seca

da

ra

iz (

g)

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0 g ha-1

200 g ha-1

400 g ha-1

Figura 10. Altura de Pennisetum glaucum aos 15 e 30 dias após emergência (DAE), biomassa fresca e seca da parte aérea e raiz aos 30 (DAE) cultivado em areia lavada contendo extrato da parte aérea de Crotalaria juncea, obtidos após fitorremediação em quatro densidades populacionais, em solo contaminado com três níveis do herbicida sulfentrazone.

24 DAS Y = 21,2614 + 0,7330X - 0,00615X2

R2 2 = 0,7055 DAS Y = 12,2596 + 0,4913X - 0,030X

2 R

2 = 0,799 DAS Y = 33,7529 + 2,1978X - 0,0215X

2 R2

2 = 0,85

24 DAS Y = 21,2614 + 0,7330X - 0,00615X2

R2 2 = 0,70

55 DAS Y = 12,2596 + 0,4913X - 0,030X2 R

2 = 0,79

41

Tabela 15. Equações de regressão para valores médios de altura, biomassa fresca e seca da parte aérea e raiz nas plantas de Pennisetum glaucum cultivado em areia contendo extrato da parte aérea de Crotalaria juncea após fitorremediação em quatro densidades populacionais, em solo contaminado com três níveis do herbicida sulfentrazone

Doses (g ha-1)

Altura (cm) 15 DAE Altura (cm) 30 DAE


0 Y 3,1690 + 0,0156X - 0,0004X2 0,99 Y 3,9507 + 0,0443X – 0,0001X

2 0,90

200 Y 2,7743 + 0,0051X – 0,00004X2 0.97 Y 4,7077 + 0,0257X – 0,00007X

2 0,95

400 Y 3,0565 + 0,0136X – 0,0002X2 0,99 Y 4,5555 + 0,0343 – 0,00009X

2 0,94

Biomassa fresca da parte aérea

30 DAE Biomassa seca da parte aérea

30 DAE

0 Y 0,2426 + 1,5217 (1- e (0,0201X)

) 0,99 Y 0,0348 + 0,2364 (1- e (0,0192X)

) 0,99

200 Y 0,2839 + 1,6207 (1- e (0,0149X)

) 0,97 Y 0,0510 + 0,0015X + 0,000002X2 0,98

400 Y 0,2600 + 1,7296 (1- e (0,0217X)

) 1,00 Y 0,0446 + 0,2150 (1- e (0,0230X)

) 0,99

Biomassa fresca da raiz

30 DAE Biomassa seca da raiz

30 DAE

0 Y 0,3570 + 0,9523 (1- e (0,0168X)

) 0,99 Y 0,0545 + 0,3103 (1- e (0,0117X)

) 0,99

200 Y 0,4205 + 0,0034X 0,98 Y 0,0685 + 0,0009X+0,0000003X2 0,99

400 Y 0,3002 + 0,8978 (1- e (0,0186X)

) 0,99 Y 0,0441 + 0,0018X - 0,000004X2 0,99

*DAE= dias após a emergência.

4.3 Determinações cromatográficas do herbicida sulfentrazone no solo e nas

plantas (raiz e parte aérea)

Não foi possível realizar a análise estatística para os resultados da

determinação analítica do sulfentrazone no solo e nas plantas, por isso, são

apresentadas as médias dos valores encontrados (Tabelas 16 a 18).

Pela Figura 11 (Anexo) pode-se comparar os picos do sulfentrazone

registrados a 5,1 min. do tempo de corrida da injeção cromatográfica, constando a

presença do sulfentrazone no padrão e nas amostras de folha e de solo. Nas raízes,

o sulfentrazone não foi detectado, e por isso, seus dados não são apresentados.

É possível observar algumas tendências gerais nos resultados de

cromatografia. Primeiramente, quando houve o cultivo prévio de C. ensiformis e C.

juncea, independentemente das densidades avaliadas, a porcentagem total

quantificada de resíduo de sulfentrazone no solo nas duas profundidades não

causou danos tão severos ao P. glaucum quanto os verificados na dose 400 g ha-1

42

sem cultivo prévio. Ou seja, nos solos cultivados com C. ensiformis e C. juncea, os

teores de sulfentrazone foram sempre inferiores aos dos solos não cultivados,

evidenciando a capacidade dessas espécies em fitorremediar o herbicida (Tabelas

16 e 17). Resultado semelhante foi observado por Madalão (2011) verificando a

capacidade de remediação por essas mesmas espécies, todavia, utilizando a técnica

de bioensaio. Contudo, os valores percentuais indicam que os níveis encontrados no

solo são muito baixos em relação aos aplicados, podendo-se sugerir como possíveis

causas: 1) o herbicida pode ter ficado adsorvido ao solo; 2) o herbicida pode ter sido

rizodegradado e 3) o herbicida pode ter sido fitoextraído.

Parece não haver uma perfeita correlação entre os resultados analíticos dos

teores de sulfentrazone no solo e aqueles obtidos no bioensaio com milheto. Mesmo

com pequenas diferenças nos percentuais encontrados no solo, há, contudo,

diferenças significativas quanto ao desenvolvimento do milheto, tanto em função das

doses quanto das densidades. Isto pode indicar que os ensaios biológicos podem

traduzir melhor o comportamento agronômico esperado em sucessões envolvendo a

fitorremediação, especialmente quando se trata de princípios ativos aplicados em

doses muito baixas no solo, abaixo do limite de detecção dos cromatógrafos, mas

ainda com atividade herbicida no solo. Quando trabalhou com picloram, Pires et al.

(2009) constataram sua fitotoxicidade à soja cultivada sobre a palhada das espécies

fitorremediadoras, todavia, o picloram não foi detectado pela análise de

cromatografia (dados não publicados).

Uma segunda constatação é que há uma coerência nos resultados, já que na

dose de 200 g ha-1 os valores são, na sua quase totalidade, inferiores aos

encontrados com a aplicação de 400 g ha-1 (Tabelas 16 e 17).

Nota-se também, principalmente para a C. juncea, que há uma distinção clara

entre as duas profundidades. O herbicida foi detectado no solo predominantemente

na camada de 0 a 10 cm. Em todas as doses avaliadas para C. juncea verificou-se

ausência de resíduo do sulfentrazone no solo na camada de 10 a 20 cm. O mesmo

foi observado após o cultivo de C. ensiformis na densidade 20 e 40 plantas m-2. O

maior acúmulo na superfície poderia ser explicado por uma possível adsorção,

todavia, o Koc do sulfentrazone é baixo (TOMLIN, 2000), e se tornaria ainda menos

provável em decorrência dos baixos teores de argila e matéria orgânica no solo

utilizado (Tabela 1). Isto leva a crer que a distribuição radicular nos vasos pode

explicar este comportamento, já que com a maior concentração de raízes na parte

43

inferior do vaso, espera-se, consequentemente, que haja, nesta profundidade, maior

absorção de água, nutrientes e de sulfentrazone. Outra possibilidade ainda poderia

ser a associação entre as espécies fitorremediadoras (C. ensiformis e C. juncea) e

os microrganismos do solo, o que reforça a possibilidade de fitoestimulação e, ou,

rizodegradação (CUNNINGHAN et al., 1996; WILSON, et al., 2000).

Uma quarta inferência é que à medida que se aumenta a densidade de

plantas há uma redução nos valores de sulfentrazone encontrados no solo. Esta

redução é muito discreta na camada de 0 a 10 cm, na dose de 400 g ha-1, para C.

juncea, todavia, bastante expressiva para C. ensiformis (Tabelas 16 e 17). Quando

esta espécie foi cultivada na densidade de 40 plantas m-2, observou-se uma redução

de 99% do residual na maior dose de sulfentrazone, na camada de 0 a 10 cm do

solo. Já na camada de 10 a 20 cm nas mesmas condições, não foram detectados

resíduos de sulfentrazone no solo, confirmando o potencial fitorremediador da

espécie (Tabela 16).

O maior número de plantas por área pode implicar em maior

fitoextração/fitoacumulação/fitodegradação ou maior

fitoestabilização/rizodegradação do sulfentrazone, concordando com Santos et al.

(2006a), os quais afirmam que o incremento na densidade populacional das

espécies fitorremediadoras pode influenciar a atuação dos mecanismos principais

fisiológicos responsáveis pela remediação, fitoextração e fitoestimulação, pois o

aumento no volume de exploração do sistema radicular e da transpiração das

plantas por área pode resultar em maior absorção dos xenobióticos, além de

aumentar a população dos microrganismos rizodegradadores associados às suas

raízes.

44

Tabela 16. Quantidade de sulfentrazone encontrado em duas profundidades de solo contaminado com três níveis do herbicida, após o cultivo prévio de Canavalia ensiformis, em quatro densidades populacionais

Doses (g ha-1) Plantas de C. ensiformis m-2

0 10 20 40

g de sulfentrazone por g de solo

0-1

0 (

cm

) 0 - - - - - - - -

200 0,0183 (9,89)* 0,0148 (8,00) 0,0095 (5,13) - -

400 0,0297 (16,05) 0,0138 (7,45) 0,0104 (5,62) 0,0017 (0,91)

10-2

0(c

m) 0 - - - - - - - -

200 0,0138 (7,45) 0,0100 (5,40) - - - -

400 0,0285 (15,40) - - - - - -

*Valor percentual quantificado em relação ao aplicado no solo.

Tabela 17. Quantidade de sulfentrazone encontrado em duas profundidades de solo contaminado com três níveis do herbicida, após o cultivo prévio de Crotalaria juncea, em quatro densidades populacionais

Doses (g ha-1) Plantas de C. juncea m-2

0 60 120 240

g de sulfentrazone por g de solo

0-1

0 (

cm

) 0 - - - - - - - -

200 0,0163 (8,81) 0,0160 (8,64) 0,0089 (4,81) 0,0087 (4,70)

400 0,0222 (12,00) 0,0210 (11,35) 0,0209 (11,29) 0,0186 (10,05)

10-2

0(c

m) 0 - - - - - - - -

200 0,0146 (7,89) - - - - - -

400 0,0238 (12,86) - - - - - -

*Valor percentual quantificado em relação ao aplicado no solo.

Ao quantificar a porcentagem do residual de sulfentrazone no solo com

aplicação de 400 g ha-1, sem cultivo prévio nas camadas de 0 a 10 e 10 a 20 cm,

observou-se um valor médio para cada profundidade de cerca de 12% em relação

ao total aplicado, o que não permitiu o desenvolvimento da espécie indicadora P.

glaucum (Tabela 17).

Independentemente das doses avaliadas de sulfentrazone e das densidades

de C. juncea não foi encontrado residual do herbicida na parte aérea, indicando que

45

o mesmo pode estar sendo degradado (fitodegradação). Resultados semelhantes

foram encontrados na parte aérea de C. ensiformis em todas as densidades

avaliadas nas doses de 0 e 200 g ha-1. Quando foi aplicado no solo 400 g ha-1 de

sulfentrazone quantificou-se na parte aérea de C. ensiformis resíduos do herbicida

em todas as densidades, exceto na densidade de 40 plantas m-2, na qual ele foi

detectado, mas não quantificado (Tabela 18), por encontrar-se em concentração

muito baixa.

Tabela 18. Quantidade de sulfentrazone encontrado na parte aérea das plantas fitorremediadoras Crotalaria juncea e Canavalia ensiformis cultivadas em quatro diferentes densidades populacionais, em solo contaminado com três níveis do herbicida

Doses (g ha-1) Plantas de C. juncea m-2

60 120 240

g de sulfentrazone por g de folhas

0 - - - - - -

200 - - - - - -

400 - - - - - -


10 20 40

0 - - - - - -

200 - - - - - -

400 0,0905 (48,91)* 0,0783 (42,32) ** **

*Valor percentual quantificado em relação ao aplicado no solo. **Foi possível detectar a presença do sulfentrazone, mas não quantificou.

Os valores encontrados na parte aérea de C. ensiformis, nas densidades de

10 e 20 plantas m-2, corresponderam a quase 50% do total aplicado ao solo, o que

equivale a uma fitoextração muito significativa (Tabela 18). Segundo Pires (2009),

quando a molécula herbicida é detectada na parte aérea de espécies

fitorremediadoras pode-se inferir que o mesmo foi absorvido do solo e translocado

até a parte aérea (fitoextração) e em seguida acumulado (fitoacumulação). Não se

pode precisar, com base nos resultados, se parte do herbicida extraído foi

degradada, ou ainda, se a planta absorveu somente (exatamente) a quantidade

detectada. Pode-se afirmar, porém, que a molécula não foi completamente

mineralizada ou mesmo degradada (metabolizada), caso contrário não seria

detectada a molécula de sulfentrazone na folha.

46

Em casos como o do herbicida picloram, a fitoextração e conseqüente

fitoacumulação implica em fitotoxicidade a espécies sensíveis cultivadas sobre a

palhada contendo este herbicida, o que inviabiliza sua reutilização e dificulta a

viabilização da fitorremediação de picloram (Pires et al., 2009). Contudo, para o

sulfentrazone, o bioensaio com a reutilização da palhada mostrou que é possível

permanecer com a palhada dos adubos verdes na área (Figuras 8 e 9 e Tabelas 12

e 13), concordando com os resultados de Procópio et al. (2007), ao trabalharem com

trifloxysulfuron-sodium.

Nota-se que com o aumento da densidade diminuiu o resíduo de

sulfentrazone na parte aérea, até o ponto em que na maior densidade de C.

ensiformis o herbicida foi detectado, mas não quantificado. A área do pico gerado no

cromatograma foi tão pequena que não permitiu sua quantificação. Este resultado

poderia ser atribuído ao fato de que, com maior número de plantas e sua

correspondente maior biomassa produzida, houvesse um efeito de diluição do

herbicida na parte aérea. Porém, a biomassa fresca quantificada para C. ensiformis

aos 75 DAE não diferiu entre as densidades (Tabela 2).

Outra inferência a ser feita é que 53% do sulfentrazone aplicado foram

detectados no solo+planta de C. ensiformis na densidade de 20 plantas m-2 (Tabelas

16 e 18). Todavia, os 47% restantes não detectados podem ter sido degradados ou

perdidos por outras vias no sistema solo-planta, sendo a microbiológica uma das

principais para explicar o ocorrido.

Diante do exposto, quanto aos mecanismos da fitorremediação do

sulfentrazone, primeiramente, pode-se afirmar que este herbicida foi absorvido pelas

plantas e não apenas imobilizado no solo, excluindo-se a hipótese de

fitoestabilização. Segundo, a atuação rizosférica como provável mecanismo de

detoxificação do picloram não foi comprovada por este ensaio, descartando-se a

fitoestimulação e a rizotransformação como únicos e prováveis mecanismos

biológicos de fitorremediação, já que quantidade significativa foi acumulada na parte

aérea de C. ensiformis. Uma terceira inferência é que a molécula foi absorvida do

solo e translocada até a parte aérea (fitoextração), acumulada (fitoacumulação), mas

não completamente mineralizada, comportamento que seria desejável para atuação

na fitorremediação de áreas agrícolas, apesar de não resultar em toxicidade

posterior. Contudo, são necessários novos ensaios com o objetivo de se investigar a

47

destinação do sufentrazone e de seus possíveis metabólitos e ainda dos

mecanismos envolvidos na fitorremediação deste herbicida.

48

5. CONCLUSÕES

O cultivo prévio de Canavalia ensiformis e Crotalaria juncea promoveu a

remediação do sulfentrazone.

A densidade populacional mínima de Canavalia ensiformis e Crotalaria juncea

que possibilitam o desenvolvimento do Pennisetum glaucum é de 20 e 120 plantas

m-2 respectivamente.

O extrato de Canavalia ensiformis e Crotalaria juncea não foram fitotóxico

para o milheto indicando que essas espécies podem ser utilizadas como adubação

verde após fitorremediar o sulfentrazone no solo.

A técnica de cromatografia foi adequada, pois foi possível detectar e

quantificar o sulfentrazone no solo e na planta.

O mecanismo de fitorremediação de sulfentrazone por Canavalia ensiformis e

Crotalaria juncea está relacionado à fitoextração (absorção e acúmulo na parte

aérea), mas sem descartar a possibilidade de estar associado à rizodegradação, ou

seja, à ação de microrganismos em nível rizosférico.

Há a necessidade de se realizar futuramente trabalhos a campo para que se

possa confirmar os efeitos da fitorremediação do sulfentrazone, particularmente, a

ausência de fitotoxicidade ao milheto em sucessão e a permanência da palhada de

Canavalia ensiformis e Crotalaria juncea na superfície do solo sem promover a

recontaminação da aérea.

49

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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55

7. ANEXO

Figura 11. Cromatogramas das amostras avaliadas contaminadas por sulfentrazone.

Padrão de Sulfentrazone

UA

Minutos

0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00

Amostra de solo com Sulfentrazone

Amostra de folha com Sulfentrazone

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